第10章催化法净化气态污染物.pptVIP

第1页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化作用和催化原理催化法定义：利用催化剂在化学反应中的催化作用，将废气中有害的污染物转化成无害的物质，或转化成更易处理和回收利用的物质。在大气污染控制工程中，对于有机废气、臭味等可采用催化燃烧法进行净化。催化燃烧法适用连续排放的废气，且从节约能源上考虑，排气浓度和温度最好较高；催化燃烧法不适用于含有大量尘粒、雾滴的废气净化，也不适用于在氧化过程中产生固体物质的废气以及污染源间歇产生场合的废气净化。第2页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化燃烧法的特点▼在催化剂的作用下，有机化合物氧化成二氧化碳和水▼废气需预热至200-400℃▼操作简便，净化效率稳定，所需外加的能量比直接燃烧法要少，但当浓度较低时耗能比吸附法多第3页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化燃烧法的应用在国内，催化燃烧法被广泛用于下列工业中处理可燃废气：石油化工、染料、农药、化学试剂、印刷、油漆喷涂、电线加工等部门和汽车尾气处理。该法对废气组成有较高要求，废气中不能有过多不参加反应的微粒物质和使催化剂性能降低、寿命缩短的物质。第4页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化作用催化剂的定义：在化学反应的前后其数量和性质均未发生变化，且能使化学反应速度加快的物质。催化作用：催化剂在化学反应过程中所起的作用称为催化作用。当催化剂和反应物同处于一个由溶液或气体混合物组成的均相体系中时，其催化作用称为均相催化作用。而当催化剂与反应物处于不同的相时(通常催化剂呈固体，反应物为液体或气体)，其催化作用称为多相催化(或非均相催化)作用。第5页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化作用的特征：催化剂只能加速化学反应的速度，缩短到达平衡的时间，而不能使平衡移动，也不能使热力学上不可能发生的反应发生。催化作用有特殊的选择性。一种催化剂在不同的化学反应中表现出明显不同的活性；而对相同的反应物，选择不同的催化剂就可得到不同的产物。第6页，共31页，星期日，2025年，2月5日当发生A+B→C的反应，若无催化剂参与反应，反应所需的活化能为E0，若有催化剂K参与反应，则原反应会按新路径进行：第一步：A+K→AK活化能为E1第二步：AK+B→C+K活化能为E2化学反应动力学研究表明，反应速度是随活化能的下降而呈指数规律上升的。催化剂加速化学反应速度，正是通过降低活化能而实现的。催化剂使化学反应沿新途径进行。而新的反应历程往往由一系列基元反应组成，而每个基元反应的活化能都明显小于原反应的活化能（E1+E2﹤E0），从而大大加速了化学反应速度。第7页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化剂第8页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化剂的特殊性能▼催化剂具有特殊的选择性当反应能按热力学可能的方向同时发生几个不同的反应时，某一种催化剂只能加速某一特定反应，而不能加速所有的反应，这种性质称为催化剂的选择性。▼催化剂有它特定的活性温度催化剂发生显著作用的温度，称为活性温度。低于活性温度范围的下限，反应速度很慢，或不起催化作用；高于活性温度范围的上限，催化剂会很快衰老或丧失活性，甚至被烧毁。▼催化剂有中毒和衰老的特性第9页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化剂的特殊性能催化剂中毒由于反应气体中混有某些成分能使催化剂丧失活性的现象。中毒分暂时性中毒和永久中毒。前者只要将毒物除去，催化剂即可恢复活性；后者因毒物与催化剂发生了化学反应，其活性很难恢复。催化剂衰老由于催化剂长期处于高温和气流冲刷等恶劣条件下，引起的催化剂表面物理结构变化而使活性衰减的现象。第10页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化剂的组成催化剂形状：球状、圆柱状、片状、网状、蜂窝状等。主活性物质：单独对反应起催化作用。载体：通常是惰性物质。提供大的比表面积，节约主活性物质，提高催化剂的活性；增强催化剂机械强度、热稳定性及导热性，延长催化剂的寿命。常用的载体有：活性氧化铝、硅胶、活性炭、硅藻土、分子筛、陶瓷、耐热金属等。助催剂：助催剂本身无催化性能，但它的少量加入可以改善催化剂的性能。第11页，共31页，星期日，2025年，2月5日催化剂的种类贵金属催化剂其活性高，选择性较小，不易中毒，但资源少，成本高。非贵金属催化剂