催化作用

化學(xué)反應(yīng)速率因加入某種物質(zhì)(催化劑)而被加速，而被加入物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量在反應(yīng)前后沒(méi)有任何變化，這種作用稱為催化作用或催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)。若催化劑和反應(yīng)物處于同一相時(shí)，稱均相催化;當(dāng)催化劑與反應(yīng)物處在不同相時(shí)，稱多相催化。對(duì)于氣態(tài)污染物的催化凈化面言，催化劑通常是固體，因而屬于氣固相多相催化。從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度看，任何化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，都需要一定的活化能，而活化能的大小直接影響到反應(yīng)速率的快慢，它們之間的關(guān)系可用阿累尼烏斯方程表示:式中，k為反應(yīng)速率數(shù)，為頻率因xPLー-E/(RTD顯然，反應(yīng)速率是隨活化能的降低呈指數(shù)規(guī)律加快的。試驗(yàn)表明，催化劑加速反應(yīng)速率正是子E為活化能:R為氣體常數(shù)，為反應(yīng)溫度通過(guò)降低活化能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在催化反應(yīng)中，催化劑的加入，誘發(fā)了原反應(yīng)所沒(méi)有的中間反應(yīng)，

吸附床層的實(shí)際操作時(shí)間r要小于理論持續(xù)時(shí)同，其差值用表示，a＝n-ra稱為持續(xù)時(shí)間(或保護(hù)作用時(shí)間)損失。4-11則實(shí)際操作時(shí)間Kz -KK(x一x或11)稱為希洛夫Wuro方程，式中的是與保護(hù)作用式應(yīng)的“吸附床層的高度損失”，此高度可看成是時(shí)間損失相對(duì)完全沒(méi)有起吸附作用的“死層圖426m與x的關(guān)系曲線吸附床的實(shí)際操作時(shí)間ta與床層高度x的關(guān)系如圖4-26中的曲1ー理論線:2-實(shí)際曲線線2(曲線2為實(shí)測(cè))。由曲線2可以看出，當(dāng)x＞(吸附區(qū)長(zhǎng)度時(shí)它是直線且與直線1平行;當(dāng)＜x時(shí)，是一條通過(guò)原點(diǎn)的曲線。曲線2的切線(虛線)與x軸交于A與軸交于負(fù)端B，則有OA tOB和值一般均按實(shí)際確定。由希洛夫方程能近似地計(jì)算出吸附床層的實(shí)際操作時(shí)間，或由要求的計(jì)算出相應(yīng)的吸附床層高度x。希洛夫方程簡(jiǎn)單方便，得到了廣泛應(yīng)用。

催化轉(zhuǎn)化法凈化理論。催化轉(zhuǎn)化法是利用催化劑的催化作用，將廢氣中有害的污染物轉(zhuǎn)化成無(wú)害的物質(zhì)，甚至是有用的副產(chǎn)品，或轉(zhuǎn)化成更易從氣流中分離出去而被去除的物質(zhì)。前一種催化轉(zhuǎn)化操作直接完成了對(duì)污染物的凈化過(guò)程，而后者則需要借助吸收或吸附等其他操作工序，才能完成全部的凈化過(guò)程。例如在處理高濃度的SO2尾氣時(shí)，以V2O，為催化劑，SO2氧化成SO2，用水吸收制取HSO，而使尾氣得以凈化。該法與其他凈化法的區(qū)別在于，化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在氣流與催化劑接總過(guò)程中，反應(yīng)物和產(chǎn)物無(wú)需與主氣流分離，因而避免了其他方法可能產(chǎn)生的二次污染，使操作過(guò)程大為簡(jiǎn)化。催化法的另一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)不同濃度的污染物均具有較高的去除率。因此，它已成功地應(yīng)用于脫硫、脫確、汽車尾氣爭(zhēng)化和有機(jī)廢氣凈化等方面。但該法對(duì)廢氣組成有較高要求，度氣中不能有過(guò)多不參加反應(yīng)的微粒物質(zhì)和使催化劑性能降低、壽命縮短的物質(zhì)。催化作用與催化劑