貴金屬催化燃燒的催化劑的使用壽命及影響因素

2024-03-13 10:09:27

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壽命評價一般采用催化劑維持有效活性時間來表示，如有效活性轉化率80%保持2年，使用壽命為2年；也可用重復使用次數來表示，如重復使用100次的催化活性轉化率仍保持80%，使用壽命為100次。任何催化劑在使用過程中隨著時間的延長，催化劑活性組分晶型或孔道等結構會逐漸發生改變，從而活性逐漸下降，直至失活，這種行為通常歸納為一般性燒結；此外燒結還存在高溫燒結，因此超溫工作會使催化劑壽命衰減加快。

正因為壽命評價與有效活性有關，所以影響催化劑使用壽命的主要因素為活性的影響因素。中毒、積碳等覆蓋活性位行為均屬于活性影響因素，這些行為的失活主要有以下3種類型：

(1)催化劑中毒完全失活，中毒的概念為活性組分與易中毒物質發生化學反應生成非活性物質，使催化劑失活的物質包括快速和慢速作用毒物兩大類，快速作用毒物主要有磷、砷等，慢速作用毒物有鉛、鋅等。對于快速作用毒物來說，即使只有微量，也能使催化劑迅速失活。在500℃以下時，慢性作用毒物使活性物質變化的速度要慢得多。

(2)抑制催化反應的失活，鹵素和硫、氮的化合物易與活性中心結合，但這種結合是比較松弛、可逆的、暫時性的。當廢氣中的這類物質被去除后，催化劑經焙燒再生活性可以恢復。

(3)沉積覆蓋活性中心的失活，不飽和化合物的存在導致碳沉積，此外漆霧與粉塵、鐵氧化合物及其他顆粒性物堵塞活性中心，從而影響催化劑的吸附與解吸能力，致使催化劑活性下降。

影響催化劑使用壽命的次要因素為催化劑強度及耐熱沖擊力因素。