?VOCs催化燃燒的基本原理介紹

VOCs催化燃燒基本原理

催化燃燒的本質就是燃燒，從化學角度來說燃燒反應就是深度氧化反應，燃燒反應發(fā)生的化學反應與深度氧化反應是一樣，VOCs經過燃燒（或催化燃燒）生成二氧化碳和水，燃燒過程放出的熱量和深度氧化反應是一樣的。基本反應如下：

VOCs O2 == CO2 H2O Q  

催化劑的定義：

催化劑是一種加快化學反應速率,本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生變化的物質。催化劑不改變化學反應的熱力學，只改變化學反應的動力學，其本質就是降低化學反應的活化能，加快化學反應的發(fā)生。在VOCs氧化反應中就是降低反應溫度。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，催化燃燒的產物是CO2和H2O，無法回收廢氣中的原有的有機成分，因為催化燃燒的應用價值主要體現在能耗大小和熱值的回收程度。

催化燃燒的特點

與其他燃燒法相比，催化燃燒具有以下幾個特點

1.催化燃燒無火焰燃燒，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°之間即可滿足反應要求，所以輔助燃料消耗較少

3.對燃燒組分的熱值和濃度限值較小

4.廢氣中不允許含有塵?；蛘哽F滴，會減少催化燃燒的使用壽命

?催化燃燒法應用中的防范措施

催化燃燒法處理VOCs的過程中， 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象。

活性炭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合適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附程序；同時要防患于未然，在活性炭吸附箱上方增加消防水管并連結煙氣報警及自動噴淋裝置，以防意外。

?催化燃燒應用在燃氣輪機發(fā)電領域

催化燃燒應用于燃氣輪機發(fā)電不僅能夠降低對環(huán)境的破壞，還大大提高了燃氣輪機的效率。美國在20世紀末蕞后10年里，天燃氣電廠以每年6000MW裝機容量的速率逐年遞增。隨著“西氣東輸”世紀工程的啟動，我國天燃氣發(fā)電領域也逐漸與世界接軌，因此對該領域中存在的應用技術問題的探索已是刻不容緩。

燃燒中的環(huán)境問題是由于天燃氣的熱值較高，使得燃燒室溫度高達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NOX生成反應的發(fā)生。

工業(yè)領域對催化燃燒技術的興趣還在于,催化劑能夠穩(wěn)定貧燃火焰,進行高空燃比燃燒,增大了燃料的利用率;另外，催化劑促進的無焰燃燒,產生的熱流溫度適中，無須冷卻空氣進行稀釋,可直接驅動燃氣輪機,從而提高熱效。