揮發(fā)性有機物的催化燃燒處理及熱力性能研究.pdf

1、揮發(fā)性有機物對人體健康、大氣環(huán)境具有巨大的危害，本文從環(huán)保和節(jié)能兩方面對揮發(fā)性有機物的處理進行了研究和探索。首先研究了高效、低溫、無二次污染的催化燃燒技術對VOCs氣體的處理，然后在此基礎上分析了催化燃燒過程中的熱力性能，提出了蓄熱式催化燃燒放-吸熱耦合技術，進一步的提高了能源利用率。
　　本文利用浸漬法制備了單活性組分催化劑MnO/γ-Al2O3、雙活性組分催化劑CuMnOx/γ-Al2O3和復合組分催化劑CuMnOx-CeO2

2、/γ-Al2O3，并考察了三種催化劑對苯、甲苯、二甲苯的催化活性。結果表明：催化劑CuMnOx-CeO2/γ-Al2O3具最好的催化效果，在體積空速為10000h-1，反應物質量濃度為105mg/m3，溫度為300℃時，對三種反應物的轉化率分別為97.27％、98.30%、98.07%，該工況與實際生產大致相當，本文研制的催化劑可用于工業(yè)化推廣。
　　本文對催化劑的制備工藝、催化燃燒過程中等溫區(qū)的尋找、催化劑裝填對氣路輸送的影響進

3、行了分析和探索，對反應物結構、催化劑活性組分對催化燃燒的影響進行了研究，并對催化燃燒的機理進行了初步分析，本文研制的催化劑中助劑CeO2具有極其優(yōu)異的儲氧能力及較高的氧流動性，MnOx具有較強的再生氧能力，CuO具有較強的催化氧化能力，三者形成的催化劑CuMnOx-CeO2/γ-Al2O3在催化燃燒中各組分優(yōu)異性能可形成互補，催化效果較為理想。
　　同時本文對催化燃燒過程中“飛溫”現(xiàn)象進行了分析，并利用理論計算證實了該現(xiàn)象的科學性

4、，為合理開發(fā)、利用該部分的熱能提供了理論依據。本文對催化劑的導熱系數(shù)、比熱容等熱工參數(shù)進行了測定，測試結果表明：研制的三種催化劑的導熱系數(shù)較小，分別為0.09497 w/（m·k)、0.09130 w/（m·k)、0.10500 w/（m·k)。為避免局部高溫造成的催化劑失活等問題，本文采用填充2倍催化劑體積的稀釋劑石英砂以增強整體導熱性能，同時避免了氣路短路。
　　最后本文對催化劑進行了熱穩(wěn)定分析，提出了更加節(jié)能的蓄熱式催化燃燒