光催化氧化設備的技術特點和催化劑的分類

光催化氧化設備的技術特點：

1、能耗低：設備啟動，僅需15~30分鐘升溫至起燃溫度，耗能僅為風機功率，濃度較低時自動補償。

2、穩定：設備配有阻火除塵系統、防爆泄壓系統、超溫警報系統及自控系統。

3、余熱可回用：余熱可返回烘道，降低原烘道中消耗功率；也可作其它方面的熱源。

4、操作方便：設備工作時，實現自動控制。

5、占地面積小：僅為同行業同類產品的70%~80%，且設備基礎無特別要求。

6、使用壽命不錯：催化劑一般8000小時換，并且載體可。

7、阻力小，凈化率不錯：采用當今的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑，比表面積大。

光催化氧化設備的使用越來越頻繁，這一點早已不是什么秘密。這是因為現今廢氣處理技術中，主要有燃燒、冷凝、吸附、膜處理技術等。除燃燒技術外，其它處理方法主要適合于物種較單一、廢氣工況較穩定的場合，而且可適用工況范圍均小。但是大多數工業廢氣存在物種復雜、工況波動大，回收價值不高的問題，對于這一類尾氣較適合采用燃燒技術。另外，與普通的熱力焚燒處理技術相比，催化燃燒技術具有很多優點，據市場分析數據，催化燃燒技術在有機廢氣處理技術中已占50～60%之多，成為主流成熟的廢氣處理技術。

光催化氧化設備利用的是典型的氣-固相催化反應，其實質是活性氧參與的氧反應作用。在催化燃燒過程中，借助催化劑在低溫下（200～400℃）下，實現對有機物的全部氧反應，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑表面具有吸附作用，使反應物分子富集于表面提升了反應速率，加快了反應的進行。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下，發生無焰燃燒，并氧反應分離為CO2和H2O，同時放出大量熱能。因此，能耗少，操作簡便，凈化速率不錯，在有機廢氣特別是回收價值不大的有機廢氣凈化方面，比如化工，噴漆、絕緣材料、漆包線、涂料生產等行業應用較廣，已有不少定型設備可供選用。

光催化氧化設備應用于活性炭吸附濃縮催化燃燒系統，用于替代催化燃燒和加熱器部分。光催化氧化設備處理技術特別適用于熱回收率需求高的場合，也適用于同一生產線上，因產品不同，廢氣成分經常發生變化或廢氣濃度波動大的場合。應用行業包括汽車、造船、摩托車、自行車、家用電器、集裝箱等生產廠的涂裝生產線。石油、化工、橡膠、油漆，涂料、制鞋粘膠、塑膠制品、印鐵制罐、印刷油墨、電纜及漆包線等生產線的廢氣處理，適用于需要熱能回收的企業或烘干線廢氣處理，可將能源回收用于烘干線，從而達到節約能源的目的。可處理的有機物質種類包括苯類、酮類、酯類、酚類、醛類、醇類、醚類和烴類等等。

光催化氧化設備催化燃燒法的工藝特點：

1、采用光催化氧化設備燃燒工藝凈化有機廢氣，可同時去掉多種有機污染物，具有工藝流程簡單、設備緊湊、運行穩定等優點；

2、光催化氧化設備具有運行費用不高的優點，其熱回收速率不錯；

3、光催化氧化設備具有凈化速率不錯的特點；

光催化氧化設備含VOCs廢氣進入裝置入口，經過濾器過濾后進入換熱器室進行熱交換，再進入燃燒器室對廢氣進行預加熱（燃燒用氧氣為廢氣中所含有的空氣，也可通過旁路風閥補充空氣），待加熱至350℃后由送風機將預熱氣體抽至催化劑室進行催化氧化。由于部分廢氣中含有硫、硅、磷等元素，會使貴金屬催化劑中毒，因此預加熱后的廢氣在進入催化劑室前需進行預處理。當處理后的廢氣進入催化劑室并與氧化催化劑接觸時，催化劑將廢氣中的VOCs氧化分解成CO2和H2O。

光催化氧化設備催化劑的品種已相當多，按活性成分大體可分3類：

一、復氧化物催化劑。一般認為，光催化氧化設備復氧化物之間因為存在結構或電子調變等相互作用，活性比相應的單一氧化物要高。有以下兩大類：

1、鈦礦型復氧化物。稀土與過渡金屬氧化物在條件下能夠構成具有鈣鈦礦型的復合氧化物，通式為ABO3，其活性明顯優于相應的單一氧化物。結構中一般A為四面體型結構，B為八面體形結構，這樣A和B構成交替立體結構，易于替代而發生品質缺點，即催化活性位，外表晶格氧供給的氧化，從而完成氧化反響。常見的有幾類如：BaCuO2、LaMnO3等。

3、催化劑負載方法。催化劑活性組分可通過下列方法沉積在載體上：電沉積在環繞或壓制的金屬載體上；沉積在顆粒狀陶瓷材料上；沉積在蜂窩結構的陶瓷材料上。

2、尖晶石型復氧化物。作為復氧化物重要的一種結構類型，以AB2X4表示。尖晶石亦具有不錯的氧化催化活性，如對CO的催化燃燒起燃點落在低溫區(約80℃)，對烴類亦在低溫區可完成氧化。其間研討為活潑的CuMn2O4尖晶石，對芳烴的活性尤為超卓，如使甲苯燃燒只需260℃，完成低溫催化燃燒，具有特別實際意義。

二、貴金屬催化劑。鉑、鈀、釕等貴金屬對烴類及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性，且運用壽命不錯，適用范圍廣，易于收回，因此是常用的廢氣燃燒催化劑。如我國早選用的Pt-Al2O3催化劑就歸于此類催化劑。但因為其資源稀疏，價格昂貴，不怕中毒性差，人們一向盡力尋覓替代品或盡量削減其用量。

三、過渡金屬氫化物催化劑。作為替代貴金屬催化劑，選用氧化性較不錯的過渡金屬氧化物，對甲烷等烴類和一氧化碳亦具有較不錯的活性，一起下降了催化劑的本錢，常見的有MnOx、CoOx和CuOx等催化劑。大連理工大學的含MnO2催化劑，在130℃及空速13000h-1的條件下能甲醇蒸氣，對乙醛、丙酮、苯蒸氣的也很有作用。