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VOCS經過催化燃燒處理后產生一氧化碳的分析2019-3-27 16:49:07

VOCS燃燒技術是當前普遍認可的高效、徹底的處理技術,因此最近幾年得到了廣泛的應用。在實際應用中,為什么在二甲基**胺(DMF)催化燃燒處理后檢測到了一氧化碳(化學分子式為CO),濃度還不低?按照常規理解是,催化燃燒不可能產生一氧化碳。針對這個問題,作如下討論,供參考。
 
下圖是DMF催化燃燒后的煙氣分析,檢測到大量CO,和NOx。
 
                           
 
1.燃料不充分燃燒產生一氧化碳
 
冬天經常發生燃氣熱水器使用過程的一氧化碳中毒,是由于燃氣在燃燒過程不充分產生了一氧化碳;汽車尾氣中的大量一氧化碳也是汽油(柴油)在發動機內燃燒不充分產生的。包括家里的煤氣灶,在使用過程也會產生一氧化碳。也就是說一氧化碳是不完全燃燒的產物之一,如果能組織良好的燃燒過程,也就是具備充足的氧氣、充分的混合,足夠高的溫度和較長的滯留時間,中間產物一氧化碳最終會燃燒完畢??杉?,只要是燃燒,不管是熱力燃燒(TO)或者是催化燃燒(CO)都有生產一氧化碳的可能。
 
2.催化燃燒產生一氧化碳的分析
 
前面講過,只要是燃燒,就存在產生一氧化碳的可能。其本質是一氧化碳是燃燒的中間產物。燃燒過程產生的一氧化碳(CO),如果來不及進一步氧化(燃燒)生成二氧化碳,就會殘留在煙氣中。VOCS在催化劑表面反應是一個極其復雜的過程,目前對反應機理(反應過程)的認識還很膚淺。通常認為VOCS分子首先在催化劑表面吸附,然后VOCS分子中的某些化學物質得到活化或者斷裂,進一步和活化的氧分子或氣相氧化反應,經過復雜過程生成最終產物二氧化碳。
 
  VOCS在催化燃燒過程會生成各種中間產物,如有機酸、一氧化碳。但是這些中間產物如果不能進一步有效的氧化,就會在排放口檢測到有機酸、一氧化碳,這涉及到串聯反應的相對反應速度問題。
 
3.    DMF催化燃燒產生CO的可能性分析
 
由于沒有詳細做過相關的研究,以下分析是根據針對催化反應的認識展開的。
 
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4. DMF分子中包含有C-N鍵、C-H鍵和C=O鍵。下表是VOCS中常見化學鍵的鍵能,從下表可以看出DMF分子中的C-N鍵最弱,使得C-N鍵最容易斷裂,生成ˑCH3和ˑHCO。ˑCH3和ˑHCO很容易轉化為一氧化碳(CO),當催化劑的CO氧化活性不足時,就會產生CO。由于有些催化劑對CO的氧化能力往往是不夠的,也是在實際工況中生成大量CO的原因之一??杉?,由于DMF的特殊性,需要選擇性能更優的、針對DMF的催化劑。

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