催化燃燒設(shè)備催化劑失活的原因

 

催化燃燒設(shè)備催化劑失活是指設(shè)備使用過程中由于各種因素導(dǎo)致催化劑失活。催化劑失活原因主要分為中毒、燒結(jié)和熱失活、結(jié)焦和堵塞。

 

一、中毒引起的失活

 

1.暫時中毒(可逆中毒)。當(dāng)毒物吸附或結(jié)合在活性中心時，產(chǎn)生的結(jié)合強(qiáng)度相對較弱，因此可以采取適當(dāng)?shù)拇胧┤コ疚?，恢?fù)催化劑的活性，而不影響催化劑的性能。這種中毒稱為可逆性中毒或暫時性中毒。

 

2.***性中毒(不可逆中毒)。毒物與催化劑的活性組分相互作用，形成很強(qiáng)的化學(xué)鍵，因此很難用一般方法去除毒物來恢復(fù)催化劑活性。這種中毒稱為不可逆中毒或***性中毒。

 

3.選擇性中毒。中毒后，催化劑可能對一個反應(yīng)失去催化能力，但對其他反應(yīng)仍有催化活性。這種現(xiàn)象叫選擇性中毒。在一系列反應(yīng)中，如果毒物只毒害導(dǎo)致后續(xù)反應(yīng)的活性部位，則反應(yīng)可以停留在中間階段，可以獲得高產(chǎn)率的中間產(chǎn)物。

 

二、結(jié)焦和堵塞造成的失活

 

催化劑表面的碳質(zhì)沉積物稱為結(jié)焦，結(jié)焦幾乎總是可以發(fā)生在以有機(jī)物料為原料，固體為催化劑的非均相催化反應(yīng)過程中。因為含碳物質(zhì)和/或其他物質(zhì)沉積在催化劑孔中，所以孔徑減小(或孔口減小)，使得反應(yīng)物分子不能擴(kuò)散到孔中。這種現(xiàn)象叫做堵塞。通常情況下，碳質(zhì)沉積物可以在蒸汽或氫氣的作用下通過氣化去除，因此結(jié)焦失活是一個可逆的過程。

 

三、燒結(jié)和熱失活(固態(tài)轉(zhuǎn)化)

 

催化燃燒催化劑的燒結(jié)和熱失活是指高溫引起的催化劑結(jié)構(gòu)和性能的變化。除了催化劑燒結(jié)外，高溫還會引起其他變化，包括:化學(xué)成分和相組成的變化、半熔融、顆粒生長、活性成分嵌入載體、因產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)或可升華物質(zhì)而導(dǎo)致活性成分的損失等。

 

事實上，所有的催化劑在高溫下都會逐漸發(fā)生不可逆的結(jié)構(gòu)變化，但這種變化的速度因催化劑的不同而不同。燒結(jié)和熱失活與許多因素有關(guān)，如催化劑的預(yù)處理、還原和再生，以及添加的促進(jìn)劑和載體。