貴金屬含量與催化劑性能

   在貴金屬催化劑中，貴金屬是構(gòu)成催化劑成本的主要因素，貴金屬含量的高低直接決定了催化劑的成本。也就是說，高貴金屬含量的直接后果是昂貴的催化劑。貴金屬催化劑除了環(huán)保上的應(yīng)用，在石油化工、制藥、精細化學(xué)品合成等領(lǐng)域也廣泛使用。自從出現(xiàn)催化劑到現(xiàn)在，如何降低貴金屬含量是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界努力的方向。

    貴金屬含量是影響催化劑性能的主要因素之一，但并非唯一的。催化劑性能，除了貴金屬含量，還與催化劑的制備工藝、助催化劑的使用、多元貴金屬（Pt-Pd、Pt-Pd-Rh、Pt-Pd-Ru等）的組合等有關(guān)。只有通過不斷探索研究，才能獲得高性能催化劑配方和制備工藝，實現(xiàn)降低貴金屬含量，提高催化劑活性、抗中毒性和使用壽命的目標。由于影響催化劑性能的因素非常復(fù)雜，如活性組分（貴金屬）的分布、貴金屬的價態(tài)、活性組分與助催化劑之間的電子轉(zhuǎn)移、貴金屬的粒子尺寸------，因此研發(fā)一個高性能催化劑需要長期的努力。

    講一個簡單的例子，如果貴金屬保持相同，通過不同的制備方法可以獲得貴金屬分布不同的催化劑。比如，球形催化劑有蛋殼型（貴金屬在催化劑表面）；蛋白型（貴金屬在中間）；蛋黃型（貴金屬在最里面）；還有貴金屬平均分布的催化劑。這四種形式的催化劑雖然貴金屬含量相同，但是催化劑的性能有天壤之別。此外，對于蛋殼型催化劑的蛋殼的厚薄，也影響著催化劑活性和穩(wěn)定性。這個例子說明了貴金屬含量不是唯一的決定因素。在選擇催化劑時應(yīng)該綜合考慮。

   VOCs的種類繁多，大致可以分為：烴類（主要是烷烴和烯烴）、芳烴（苯、甲苯、二甲苯等）、酯（乙酸乙酯、鄰苯二甲酸二乙酯等）、酮（甲乙酮等）、醇、酸、含氮有機物、含氯有機物、含硫有機物。企業(yè)排放的VOCs與企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)有關(guān)，排放的VOCs的成分差別很大。即使同一行業(yè)，印鐵制罐行業(yè)排放的VOCs種類也不一樣。比如，Pd催化劑對甲苯的催化效果很好，然而對苯的效果比較差；而非貴金屬催化劑對乙酸乙酯效果比較好。由于VOCs的復(fù)雜性，同一個催化劑對不同有機廢氣的處理效果也不一樣，因此，需要科學(xué)分析，選擇最合適的催化劑，應(yīng)對復(fù)雜的體系。

催化劑使用壽命問題

   一般來說，VOCs催化劑使用壽命在2年左右，使用壽命取決于催化劑性能和使用環(huán)境，及其使用規(guī)范性，也與催化劑的制備工藝、貴金屬含量、貴金屬種類、助催化劑有關(guān)。因此針對復(fù)雜的VOCs，合理選擇催化劑，及其處理工藝，是發(fā)揮催化劑性能和提高使用壽命的唯一途徑。下面是催化劑的使用手冊。

催化劑使用量的確定

   考慮到工業(yè)有機廢物成分復(fù)雜、經(jīng)常含有高沸點的有機物（或高聚物），為了滿足VOCs的深度凈化（深度脫臭），保證催化劑的長期使用，催化劑建議使用空速為10000-20000h-1（如空速10000h-1，10000m3/h風量應(yīng)填裝1立方米催化劑；如空速20000h-1，10000m3/h風量應(yīng)填裝0.5立方米催化劑）。如果催化劑裝量過少，將影響有機廢氣處理效果。

催化劑使用注意事項

1.催化床中催化劑的填裝要緊密、以免產(chǎn)生氣體短路，導(dǎo)致凈化效率的下降。

2.進入催化劑床層的有機廢氣的氣體分布和溫度分布要均勻。進入催化劑床層的有機廢氣的濃度應(yīng)在爆炸極限的安全范圍之內(nèi)。

3.進入催化劑的有機廢氣中氧氣含量應(yīng)大于5%。

4.環(huán)保設(shè)備每次開機前，應(yīng)將催化劑床預(yù)熱至300-350oC，方可進入有機廢氣。為保證催化劑長期使用，貴金屬催化劑的通常使用溫度為320-450oC，短時間最高不超過850oC；稀土非貴金屬催化劑的通常使用溫度3350-400oC；短時間最高不超過550oC。

5.環(huán)保設(shè)備正常工作時，催化后的溫度應(yīng)該高于催化劑前的溫度，溫度差與有機物的濃度成正比。

6.應(yīng)避免通入含有樹脂、高沸點聚合物、重金屬，及含硫、含氟有機物等容易造成催化劑中毒的物質(zhì)。

7.催化劑對丁烷等低沸點的烷烴、石油溶劑、二氯甲烷效果較差，因此在選擇催化燃燒時應(yīng)預(yù)先了解廢氣成分，或預(yù)先將涂料送給我方測試。

8.環(huán)保設(shè)備使用時，應(yīng)該做好各項參數(shù)的記錄工作。