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?VOCs催化燃燒的基本原理介紹

VOCs催化燃燒基本原理

催化燃燒的本質(zhì)就是燃燒，從化學(xué)角度來(lái)說(shuō)燃燒反應(yīng)就是深度氧化反應(yīng)，燃燒反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與深度氧化反應(yīng)是一樣，VOCs經(jīng)過(guò)燃燒（或催化燃燒）生成二氧化碳和水，燃燒過(guò)程放出的熱量和深度氧化反應(yīng)是一樣的?；痉磻?yīng)如下：

VOCs O2 == CO2 H2O Q  

催化劑的定義：

催化劑是一種加快化學(xué)反應(yīng)速率,本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)。催化劑不改變化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)，只改變化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，其本質(zhì)就是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，加快化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。在VOCs氧化反應(yīng)中就是降低反應(yīng)溫度。這也是熱力燃燒（TO、RTO）需要800 oC甚至更高的溫度，而催化燃燒通常只要350 oC左右的科學(xué)道理。

什么是催化燃燒？

催化燃燒法，想必大家都早已耳熟能詳了，是含烴類化合物廢氣的有效手段之一，他實(shí)際上為完全的催化氧化，即在催化劑的作用下，將廢氣的有害可燃組分完全氧化為CO2和H2O。同其他燃燒方法相同，催化燃燒的產(chǎn)物是CO2和H2O，無(wú)法回收廢氣中的原有的有機(jī)成分，因?yàn)榇呋紵膽?yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在能耗大小和熱值的回收程度。

催化燃燒的特點(diǎn)

與其他燃燒法相比，催化燃燒具有以下幾個(gè)特點(diǎn)

1.催化燃燒無(wú)火焰燃燒，因此更具安全性

2.燃燒溫度要求低，大部分烴類和co一般在300-450°之間即可滿足反應(yīng)要求，所以輔助燃料消耗較少

3.對(duì)燃燒組分的熱值和濃度限值較小

4.廢氣中不允許含有塵粒或者霧滴，會(huì)減少催化燃燒的使用壽命

?催化燃燒法應(yīng)用中的防范措施

催化燃燒法處理VOCs的過(guò)程中， 存在如下幾種安全隱患：活性炭吸附—脫附—催化燃燒法中有活性炭起火的現(xiàn)象。

活性炭起火現(xiàn)象及防范措施

在前期的VOCs富集過(guò)程中， 由于活性炭著火點(diǎn)較低而脫附溫度過(guò)高，當(dāng)對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行脫附處理時(shí)，會(huì)由于脫附箱體內(nèi)溫度過(guò)高導(dǎo)致活性炭著火。

解決該問(wèn)題可以從兩個(gè)方面著手：一是采用著火點(diǎn)高的活性炭；二是嚴(yán)格控制脫附溫度，使其遠(yuǎn)低于活性炭著火點(diǎn)。因此可采取如下措施：嚴(yán)格控制脫附溫度，選擇質(zhì)量好的脫附溫度傳感器，盡可能在活性炭吸附箱合適位置安裝兩個(gè)溫度傳感器；在PLC 編程中加入脫附溫度超溫時(shí)停附程序；同時(shí)要防患于未然，在活性炭吸附箱上方增加消防水管并連結(jié)煙氣報(bào)警及自動(dòng)噴淋裝置，以防意外。

?催化燃燒應(yīng)用在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電領(lǐng)域

催化燃燒應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電不僅能夠降低對(duì)環(huán)境的破壞，還大大提高了燃?xì)廨啓C(jī)的效率。美國(guó)在20世紀(jì)末蕞后10年里，天燃?xì)怆姀S以每年6000MW裝機(jī)容量的速率逐年遞增。隨著“西氣東輸”世紀(jì)工程的啟動(dòng)，我國(guó)天燃?xì)獍l(fā)電領(lǐng)域也逐漸與世界接軌，因此對(duì)該領(lǐng)域中存在的應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題的探索已是刻不容緩。

燃燒中的環(huán)境問(wèn)題是由于天燃?xì)獾臒嶂递^高，使得燃燒室溫度高達(dá)1800℃ ，助燃空氣中的N2發(fā)生高溫氧化，造成NOX污染。它以催化燃燒代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火焰燃燒方式,燃燒室溫度被降至1500℃以下,能夠有效地抑制熱效應(yīng)NOX生成反應(yīng)的發(fā)生。

工業(yè)領(lǐng)域?qū)Υ呋紵夹g(shù)的興趣還在于,催化劑能夠穩(wěn)定貧燃火焰,進(jìn)行高空燃比燃燒,增大了燃料的利用率;另外，催化劑促進(jìn)的無(wú)焰燃燒,產(chǎn)生的熱流溫度適中，無(wú)須冷卻空氣進(jìn)行稀釋,可直接驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī),從而提高熱效。