1916年,朗缪尔又向前迈进了一步,他对像铂一类物质的催化作用提出了一种解释:这类物质非常不容易起反应,因而不可能指望它们参与一般的化学反应。朗缪尔认为,铂金属表面多余的化学键能够抓住氢分子和氧分子。当氢分子和氧分子被束缚在非常靠近铂的表面时,比起它们作为一般的游离的气态分子更容易化合成水分子。水分子一旦形成,就会被氢分子和氧分子从铂的表面推开。铂捕捉住氢和氧,使氢和氧化合成水,把水释放掉,再捕捉氢和氧,再形成水,这个过程可以无休止地进行下去。
这个过程叫做表面催化作用。自然,一定质量的金属,粉末越细,所能提供的表面积就越大,因而进行催化作用的效率也就越高。当然,如果有任何外来的物质牢固地附着在铂表面,催化剂就会失去功效,这又叫催化剂中毒。
催化剂中毒
原因之一:“阳离子”中毒
1、阳离子的组成:C4原料中的金属离子和碱性氮化物、氨气和有机胺。
2、阳离子的来源:
①上游原料水洗不彻底而带来的钠离子、钙离子。
②设备管道或阀门所产生的可溶性的铁离子、铬离子。
③FCC分子筛中的微量铝离子和硅离子。
④C4中的氨、甲胺等碱性化合物也属于阳离子的范畴。
3、中毒原理和形式:这些阳离子和催化剂中的SO3OH产生离子交换而使催化剂“中毒”。反应式如下:SO3OH+M+(Na+、Ca2+、Fe3+、Cr4+、Al4+、NH4+、CH3NH2+……)
中毒形式:“一层一层”地中毒,即:先接触物料的先中毒,后接触物料暂不中毒。
原因之二:可水解的腈类和酰胺类物质中毒
①在催化裂化中,C4、C5原料通常含有乙腈、丙腈。
②蒸气裂解C4料原中,偶尔会带有上游的丁二烯之抽提用的DMF。
原因之三:新型水处理药剂催化剂孔道堵塞,使催化剂失活。
原因之四:催化基团脱落,使催化剂失活。
新型水处理药剂催化剂最高耐温120℃,但长时间在此温度下运行,催化剂的磺化基团会从结构骨架上脱落下来,而流入液相中,从而造成催化剂失活。
催化剂在活性稳定期间往往会因接触少量杂质而使活性显著下降,这种现象称为催化剂中毒。使催化剂丧失催化作用的物质,称为催化剂的毒物。
催化剂中毒是催化剂因为某些杂质的存在,使得本身的催化活性下降甚至丧失
催化剂中毒简单来说就是指其反应活性位点,被其他离子占据或表面物质阻碍氧化剂还原剂无法接触,导致的脱硝效率、活性等性能下降的现象。
催化剂的碱金属中毒一般是煤中的碱金属燃烧产生的Na+,K+,这类具有腐蚀性的混合物跟随烟气进入SCR烟气脱硝系统中,比如K+,气溶胶颗粒由较大表面积和扩散系数,可直接渗入催化剂内部与V-OH形成V-OK+,造成NH3吸附减小,导致NH3与NO反应较少,活性降低。
As中毒是指As2O3气体氧化成As2O5,同时As2O3扩散到催化剂内部,固化在催化剂活性与非活性区域,阻碍了反应气体在催化剂内部的扩散,导致的活性下降。