一、催化（huà）原理及裝置組成
(1) 催（cuī）化劑定義 催化劑是一種能提高化學反應速率，控（kòng）製反應方向，在反應前後本（běn）身的化學性質不發生改變的物（wù）質。
(2) 催化作（zuò）用機理（lǐ） 催化作用的機理（lǐ）是一個很複雜的問題（tí），這（zhè）裏僅做簡介。在一個化學反應過程中，催化劑的加入並不能改變原（yuán）有的化學平衡，所改變的僅是（shì）化學反應（yīng）的速度，而在反（fǎn）應前後，催化劑本身的性質並不發生變（biàn）化（huà）。那（nà）麽，催化劑是怎樣加速了反應（yīng）速度呢了既然（rán）反應前（qián）後催化劑不發（fā）生變化，那麽催化劑到（dào）底參加（jiā）了反應沒有實際上，催化劑（jì）本身參加了反應，正是由於它的參加，使反應改變了原有的途徑，使反應的活（huó）化（huà）能降低，從而加速了反應（yīng）速度。例如反應A+B→C是通過中間活性結合物(AB)過渡而成的，即（jí）： A+B→[AB]→C 其反應速度較（jiào）慢（màn）。當加入催化劑K後，反應從一條很容易進行的途徑實現： A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K 中間不（bú）再需要[AB]向C的（de）過渡，從而加快了反應速度，而催化劑並未改變性質。
(3) 催化燃燒的工（gōng）藝組成 不同的排放場合（hé）和不同的廢氣，有（yǒu）不（bú）同的工藝流程（chéng）。但（dàn）不論采取哪種工藝流程，都由如（rú）下工藝單元（yuán）組成：
① 廢氣預處理 為了避免催化劑床（chuáng）層的（de）堵（dǔ）塞和催化劑中毒，廢氣在進（jìn）入床層之前必須進行預處理，以除去（qù）廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。
② 預熱（rè）裝置 預熱裝置包（bāo）括廢氣預熱裝置（zhì）和催化（huà）劑燃燒器預熱裝置。因為催化劑都有一個催化（huà）活性溫度，對催化燃燒來（lái）說稱催化劑起燃溫度，必須使廢氣和（hé）床（chuáng）層的溫度達到起燃溫度才（cái）能進行催化燃燒，因此，必須設（shè）置預熱裝置。但對於排出的廢氣本（běn）身溫度就（jiù）較高的場合，如漆包線（xiàn）、緣材料、烤漆等烘幹排（pái）氣，溫度可達300℃以（yǐ）上，則不必設置預熱裝置。 預熱裝置加熱後的熱氣可采用換熱器和床層內布管的方式。預熱器的熱源可采用煙道氣或電加熱，目前采用電加（jiā）熱較多。當催化反應開始後，可盡量以回收的反應熱來預（yù）熱廢氣。在反應熱較大的場合（hé），還應設置廢（fèi）熱回收裝置，以節約能源。 預熱廢氣的熱源溫度一般都超過催化劑的活性（xìng）溫度。為保護催化劑（jì），加熱裝置應與催化燃燒裝置保持一定距離，這樣還能使廢氣溫度分布均勻。 從需要預熱這一點出發，催化燃燒法比較適用於連續排（pái）氣的淨化，若（ruò）間歇排氣，不僅每次預熱需要耗能，反應熱也無法回（huí）收利用，會造成很大的能（néng）源浪費，在設計和選（xuǎn）擇時應注意（yì）這一點。
③ 催化燃燒裝置 一般采用固定床催化（huà）反應器。反（fǎn）應器的設計按規（guī）範進行，應便於操作，維修方便，便於裝卸催化劑（jì）。 在進行催化（huà）燃燒的工藝設計時，應根據具體（tǐ）情（qíng）況，對（duì）於處理氣量較大的場合，設計成（chéng）分建式流程，即預熱器、反應器立裝設，其間用管道連接。對於處理氣量（liàng）小的場合，可采用催化焚燒爐(見圖16－13)，把預熱與反應組合在一起（qǐ），但要注意預熱段與（yǔ）反應段間的距離。 圖16－13 催化焚燒爐的構造 在有機物廢氣的（de）催化燃燒（shāo）中，所要處理的有機物廢氣在高溫（wēn）下與空氣混合易引起爆（bào）炸（zhà），安全問題十分重要（yào）。因而，一（yī）方麵必須控製有機物與空（kōng）氣的混合比，使之在爆炸下限（xiàn）；另一方麵，催化燃燒係統應（yīng）設監測報警裝置和有防（fáng）爆措施。
二、催化燃燒用催化劑
由於有機物催（cuī）化燃燒的催化劑分為（wéi）貴金屬(以鉑、鈀為主)和（hé）賤金（jīn）屬催化劑。貴金屬（shǔ）為活（huó）性組分的（de）催化劑分（fèn）為全金屬催化劑和以氧化鋁為載（zǎi）體的催（cuī）化（huà）劑。全金屬（shǔ）催化劑是以鎳或鎳鉻（gè）合金（jīn）為載體，將載體（tǐ）做成帶、片、丸、絲等形狀，采（cǎi）用化學鍍或電鍍的方法，將鉑、鈀等貴金（jīn）屬沉積其上（shàng），然後做成便（biàn）於裝卸（xiè）的催化劑構件。由氧化鋁作載體的貴金屬催化劑，一般是以陶瓷結構作為支架，在陶（táo）瓷結構上（shàng）塗覆一層僅有0．13mm的α-氧化鋁薄層，而活（huó）性組分鉑、鈀（bǎ）就以微晶狀（zhuàng）態沉積或分散在多孔的（de）氧化鋁薄層中。 但由於貴（guì）金屬催化劑價格昂貴，資（zī）源少，多年（nián）來人們特別注重新型的、價格較為便宜的催化劑的開（kāi）發研（yán）究，我國的科技工作者研究開發（fā）了不少稀土催化劑，有些性能也較好。
三、催化劑中毒與老化（huà）在催化劑（jì）使（shǐ）用過程中
由於（yú）體係中存在少量雜質，可使催化劑的活性和選擇性減小或者消失，這種現象叫催化劑中（zhōng）毒。這些能使催化劑中毒的物質稱之為催化劑毒物，這些毒物在反應過（guò）程（chéng）中或強吸（xī）附在活性中心上，或與活性中心起化學作用而變為別的物質，使活性中心失活（huó）。 毒物通常是反應原料中帶來的雜（zá）質，或者是催化劑本身的某些雜質，另外，反應產物或副產物（wù）本身也可能對催（cuī）化（huà）劑毒化，一般所指的是硫化物如H2S、硫氧化碳、RSH等及含氧化合物（wù）如H2O、CO2、O2以及含磷、砷、鹵素化合物、重金屬化合物等。 毒物不單單是對催化劑來說的，而且還針對這個催化劑所催化（huà）的反應，也就（jiù）是說，對某一催化劑，隻有（yǒu）聯係到它所催化的反應時，才能清楚什麽物（wù）質是毒物。即使同一種催化劑，一種物質可能（néng）毒化某一（yī）反應而不影響另一（yī）反應。
