催化燃燒設備處理VOCs的過程和設計時考慮的問題

催化燃燒設備處理VOCs的過程中，存在如下幾種隱患：活性炭吸附—脫附—催化燃燒法中有活性碳起火的現象、催化氧化爐爆炸問題、整個催化燃燒治理裝置起火爆炸問題。隨著工業化與現代化的持續發展和不斷提升，VOCs引起的健康與環境問題將引起越來越多的關注，VOCs的處理也已迫在眉睫。

催化燃燒因其能耗低等優點具有廣闊的運用前景，并將逐漸成為主要的處理VOCs的方法之一。但我們在使用催化燃燒法處理VOCs時，仍要時刻注意可能引發的問題，防微杜漸，從源頭上把危險解決掉。

一、催化氧化爐爆炸問題及防范措施在處理濃度好VOCs時，由于爐內含有大量氧氣，當廢氣濃度達到廢氣組份中大部分廢氣的爆炸值時，就會有爆炸的危險。因此，要時刻監測爐內VOCs濃度，在進入催化氧化爐的廢氣管道上安裝濃度稀釋裝置，將濃度好廢氣稀釋到爆炸值下。同時在催化氧化爐上增加壓力排氣閥，在壓力過高時自動打開閥門進行減壓排氣，以防爐內溫度壓力過高引起爆炸（因廢氣在熱氧化過程中釋放大量熱能導致爐內熱空氣壓力過大）。

三、整個催化燃燒治理裝置起火爆炸及防范措施整個催化燃燒治理裝置起火爆炸多發生在只有一套吸附裝置的系統中，因管道壁及設備內聚集大量濃度好廢氣顆粒物，管道風閥閉會間隙過大，在脫附催化燃燒過程中沒有停止生產，車間進氣閥不能關閉，整個管路是全通的，此時脫附催化燃燒可能在高溫作用下引起整個系統起火爆炸。針對上述情況應該采取如下措施：安裝風閥，經常檢查漏氣情況，單套吸附的裝置系統中在脫附催化燃燒過程中應停產處理等。

二、活性碳起火現象及防范措施在前期的VOCs富集過程中，由于活性炭著火點較低而脫附溫度過高，當對吸附飽和的活性炭進行脫附處理時，會由于脫附箱體內溫度過高導致活性炭著火。解決該問題可以從兩個方面著手：一是采用著火點高的活性炭；二是嚴格控制脫附溫度，使其遠低于活性炭著火點。因此可采取如下措施：嚴格控制脫附溫度，選擇質量好的脫附溫度傳感器，盡可能在活性炭吸附箱適當位置安裝兩個溫度傳感器；在PLC編程中加入脫附溫度超溫時停具體以臨床效果為主附程序；同時要防患于未然，在活性炭吸附箱上方增加消防管并連結煙氣報警及自動噴淋裝置，以防意外失火。

催化燃燒設備在工業生產過程中，排放的尾氣通過引風機進入設備的旋轉閥，通過選轉閥將進入口氣體和出入口氣體全部分開。氣體先通過陶瓷材料填充層（底層）預熱后發生熱量的儲備和熱交換，其溫度幾乎達到催化層（中層）進行催化氧化所設定的溫度，這時其中部分污染物氧化分解；廢氣繼續通過加熱區（上層，可采用電加熱方式或自然氣加熱方式）升溫，并維持在設定溫度；其再進入催化層完成催化氧化反應，即反應生成CO2和H2O，并釋放大量的熱量，以達到預期的處理效果。經催化氧化后的氣體進入其它的陶瓷填充層，回收熱能后通過旋轉閥排放到大氣中，凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統連續運轉、自動切換。通過旋轉閥工作，所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環步驟，熱量得以回收。RCO蓄熱式催化燃燒設備使用旋轉閥替代了守舊設備中眾多的閥門以及復雜的液壓設備。

催化燃燒設備設計時應考慮以下幾方面問題：

一、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用燃氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應引入空氣助燃。

二、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室具有足夠的長度和空間。RCO蓄熱式催化燃燒設備應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯不怕火材料，或用雙層夾墻結構。

三、較不錯的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應，所以，無論反應進行到什么階段，都應在盡可能高的溫度下進行，以獲得較不錯的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的不怕熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應，以及是否伴有副反應等。因而實際生產中應根據實際情況恰當地選擇。

四、便于清洗和替換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構，便于清洗和替換催化劑載體。

催化燃燒設備是一種除掉不好的氣體及惡臭氣體的一種裝置，它具有運行成本不高、設備占地面積小，自重輕、無任意機械動作，無噪音等特點。

催化燃燒設備是典型的、固相催化反應，其實質是活性氧參與的氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑表面具有吸附作用，使反應物分子富集于表面提升了反應速率，加不慢了反應的進行。借助催化劑可使廢氣在較低的起燃溫度條件下，發生沒有焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時放出大量熱能，從而達到去掉廢氣中的物的方法。

守舊的廢氣凈化處理方法（如吸附法、冷凝法、直接燃燒法等）均存在缺陷，如易造成二次污染等。為了克服守舊廢氣處理方法的缺陷，人們采用催化燃燒設備來對廢氣進行凈化處理。鋼鐵廠生產主要包括燒結、球團、煉焦、煉鐵、煉鋼、軋鋼、鍛壓、鐵合金、不怕火材料、動力等環節，鋼鐵廠有排放大量煙塵和廢氣的各種爐窯。

催化燃燒設備的凈化速率還不錯，是目前市場上處理不好的氣體較佳的廢氣凈化設備。如果是要處理濃度比較不錯的廢氣的話，應當是配合水簾+廢氣洗滌塔+低溫活性炭設備+光解式廢氣凈化裝置來共同處理，處理廢氣的凈化速率還可以。

催化燃燒所用的催化劑為具有大比表面的貴金屬和金屬氧反應物多組分物質。例如家用負載Pd或稀土化合物的催化燃氣灶，可減少尾氣中CO含量，提升熱速率。負載0.2%pt的氧反應鋁催化劑，在500℃下，可將大多數有機(以實際報告為主)化合物燃燒，脫臭凈化到化學位移σ=1以下。

催化燃燒為無焰燃燒，因此適用于穩定性要求高的場合，如以H2和O2為原料的燃料電池、用汽油或酒精為原料的懷爐（催化劑為浸Pt石棉）等。如除掉化工廠NOx的煙霧，可加燃料到煙霧中，通過負載型鉑和鈀催化劑，催化燃燒使NOx轉化為N2氣。采用適當的催化劑，使用不好的氣體中的可燃物質在較低的溫度下分離、氧反應的燃燒方法。