Quais são as diferentes formas de catalisadores?

Formulário

Características do processo

Pó

Micron/nano-escala pós finos são geralmente sintetizados diretamente por métodos químicos, tais como precipitação e processos hidrotermais.

Grânulos

Nódulos sólidos de forma irregular são feitos pressionando o pó em comprimidos ou rolando-os através de um granulador, seguido de calcinação.

Colunar/cilíndrico

Formas cilíndricas regulares são formadas por extrusão de uma mistura de pó catalisador e aglutinante, seguido de corte e calcinação.

Trevo/trevo de quatro folhas e outras riscas de formato irregular

É uma tira com múltiplos lóbulos semelhantes a folhas levantadas, que é extrudida por um molde especial.

Esférico

Esferas perfeitas são produzidas por moldagem em coluna de óleo, granulação por pulverização ou granulação rolante.

Elemento filtrante alveolar

A estrutura integral tem um grande número de canais paralelos e retos regulares (a aparência pode ser cúbica, cilíndrica, etc.), e o transportador inclui cordierita, carvão ativado, etc. (o transportador é revestido com um revestimento catalítico ou pulverizado com pó).

Outras estruturas do elemento filtrante

Uma estrutura porosa irregular feita de metal ou cerâmica, com catalisador revestido dentro dos poros. Exemplos incluem chapas de metal corrugado, espuma metálica e feltro de fibra.

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Principais vantagens

Pó

Possui a maior área de superfície específica, a exposição mais completa dos locais ativos e a maior atividade intrínseca; é fácil realizar a triagem de atividades no laboratório.

Partículas

Tem alta resistência e boa resistência ao desgaste; é fácil de encher e tem uma porosidade de leito grande, o que é propício ao fluxo gás-líquido.

Colunar/cilíndrico

Tem uma forma regular, enchimento uniforme e pode reduzir a canalização; tem boa resistência mecânica; e o processo de fabricação é maduro.

Trevo/trevo de quatro folhas e outras riscas de formato irregular

Para o mesmo volume, a área superficial específica é ligeiramente maior que a de um cilindro; a estrutura da lâmina aumenta a turbulência superficial e melhora a transferência de massa; a porosidade do leito é grande, resultando em menor pressão do fluxo de ar.

Esférico

É isotrópico, tem resistência extremamente alta e a melhor resistência ao desgaste; possui boa fluidez e a distribuição mais uniforme durante o enchimento; a estrutura dos poros da cama é a mais uniforme e a pressão do ar é reduzida.

Elemento filtrante alveolar

Possui uma enorme superfície geométrica; canais retos de fluxo de ar e queda de pressão extremamente baixa (1/10 a 1/20 do de um leito de partículas); é resistente ao entupimento (a poeira pode passar); e é modular, tornando a instalação e a substituição convenientes.

Outras estruturas do elemento filtrante

Possui porosidade extremamente alta (>85%), baixa pressão de gás, excelentes propriedades de mistura e transferência de massa e boa condutividade térmica.

Principais desvantagens

Pó

Sua resistência é extremamente baixa, tornando-o inadequado para uso em camas fixas; é facilmente levado pelo fluxo de ar e difícil de separar dos reagentes.

Grânulos

Sua forma irregular pode resultar em enchimento irregular durante o carregamento; sua área de superfície específica é ligeiramente menor que a do pó.

Colunar/cilíndrico

Para o mesmo volume, a área superficial específica é menor que a de tiras irregulares, como grama multifolha, e a queda de pressão do fluxo de gás do leito catalítico é relativamente maior.

Trevo/trevo de quatro folhas e outras riscas de formato irregular

O custo do molde é alto; os lóbulos das bordas são relativamente frágeis e sua resistência ao desgaste e resistência não são tão boas quanto as do tipo colunar.

Esférico

Ele normalmente tem o maior custo de fabricação; sua área de superfície específica é geralmente menor do que a de tiras de forma irregular do mesmo material.

Elemento filtrante alveolar

Transferência térmica axial deficiente, imprópria para reações exotérmicas/endotérmicas fortes; o revestimento está em risco de descascar; custo alto pela unidade.

Outras estruturas do elemento filtrante

A área superficial específica é geralmente menor do que a da cerâmica do favo de mel; a resistência pode ser desigual; o custo também é relativamente alto e geralmente requer personalização.

Áreas típicas aplicação

Pó

Estudos laboratoriais (avaliação da atividade); reatores do leito de chorume (por exemplo, oxidação catalítica do ozônio em suspensão de águas residuais); sacos filtrantes catalíticos (pó aderente ao meio filtrante).

Partículas

É amplamente compatível com vários reatores de leito fixo e reatores de leito de gotejamento (trifásico gás-líquido-sólido); e também é adequado para certas aplicações de equipamentos integrados de adsorção e reação de catálise.

Colunar/cilíndrico

A configuração de leito fixo mais utilizada, como hidrogenação petroquímica, dessulfuração e combustão catalítica de COV.

Trevo/trevo de quatro folhas e outras riscas de formato irregular

Reações que são controladas por difusão (transferência de massa limitada) são cruciais, como hidrocraqueamento de óleo pesado e hidro-refinação a diesel.

Esférico

Em aplicações onde a queda de pressão do gás e a uniformidade do leito são necessárias, como grandes reatores radiais, reações fortemente exotérmicas e reatores de leito móvel (onde o catalisador precisa ser reciclado).

Elemento filtrante alveolar

As aplicações incluem cenários de fluxo de ar de alto volume, baixa concentração e baixa pressão, como tratamento de exaustão de VOCs e desnitrificação industrial em emissões industriais, conversores catalíticos de três vias para exaustão automotiva e filtros de decomposição para purificação de formaldeído e ozônio em espaços internos.

Outras estruturas do elemento filtrante

Em condições operacionais especiais, como gases de escape com alto teor de poeira/óleo, são necessários filtros de espuma metálica. Para a combustão catalítica fortemente exotérmica, as placas de metal ondulado são usadas para facilitar a condução e a dissipação do calor.