?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)角度來說燃燒反應(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(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。

催化燃燒法的整體安全措施

使用催化燃燒法應(yīng)嚴格按工程技術(shù)規(guī)范進行消防措施處理，工程裝置應(yīng)盡可能地放置在室外，并且按安全生產(chǎn)規(guī)范要求留足安全距離及設(shè)置安全防護欄和相關(guān)顏色，氣流走向，閥門開關(guān)方向，電源標(biāo)識，操作規(guī)范等安全警示措施。

隨著工業(yè)化與現(xiàn)代化的持續(xù)發(fā)展和不斷提升，VOCs引起的健康與環(huán)境問題將引起越來越多的關(guān)注，VOCs的處理也已迫在眉睫。催化燃燒因其催化效率髙、能耗低等優(yōu)點具有更加廣闊的運用前景，并將逐漸成為蕞主要的處理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(fā)的安全問題，防微杜漸，從源頭上把危險解決掉。

?催化燃燒應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

催化燃燒應(yīng)用在汽車尾氣凈化領(lǐng)域

汽車尾氣催化凈化劑其應(yīng)用原理是在汽車排氣管尾部安裝催化轉(zhuǎn)化器，CO、HC和NOx借助燃燒催化劑的作用,發(fā)生氧化還原反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為無毒的CO2、H2O和N2。所用催化劑為通常所說的三效催化劑,既有把NOx還原的功能,同時又有把CO和烴類氧化的功能。在大量過剩氧氣的存在下，具備原位NOx還原能力催化劑的發(fā)展，是對于下一代燃油經(jīng)濟型發(fā)動機的蕞大挑戰(zhàn)。

如果這一點能夠順利實現(xiàn),商業(yè)化的發(fā)動機可以節(jié)約燃油25%以上。汽車制造商開發(fā)的部分雜合貧燃發(fā)動機,是將在貧油狀態(tài)下產(chǎn)生的NOx儲存在內(nèi)置于TWC中的一種堿土金屬氧化物(如BaO)中,周期地快速強化空氣—燃油比，將儲存的NOx在TWC上還原。其基本要求為必須使用含硫量低的燃油,以防止SOX吸附于催化劑上而導(dǎo)致催化劑的活性中心。

隨著新材料的應(yīng)用,以及低硫含量(<50μg/g)的推廣生產(chǎn)，這種技術(shù)在21世紀(jì)具有強大的市場前景。  

?催化燃燒技術(shù)應(yīng)用方面

催化燃燒在加熱爐爐管燒焦上的應(yīng)用

石油化工中的結(jié)焦不僅會使?fàn)t管傳熱系數(shù)降低、造成局部過熱現(xiàn)象、縮短爐管壽命，而且會降低裝置處理量，嚴重制約裝置的正常運轉(zhuǎn)，因此需要定期燒焦。計算機控制下蒸汽—空氣在線燒焦是國內(nèi)采用的較為先進的技術(shù)，但其存在的較大問題是燒焦時間過長。

如果在石油化工裝置燒焦過程中，加入一種燒焦助燃劑，就可以通過降焦反應(yīng)的活化能，大幅度提高燒焦反應(yīng)速度，就能夠在較低的溫度下，達到縮短燒焦時間的目的。這一技術(shù)的研究有了一些突破性的進展。

克羅地亞的INOSd.O.O(Zagreb,Croatia)開發(fā)了一種適用于烴油加熱爐爐管的催化燒焦方法。可用來取代傳統(tǒng)的使用蒸汽 空氣的爐管燒焦方法。

新方法是在蒸汽中混入催化劑，使燒焦反應(yīng)熱大大減少,故其燒焦速度比傳統(tǒng)熱燒焦方法倍。由于燒焦時間大大縮短，也即減少了時間，因而提高了爐子開工率。所用催化劑是一種不含重金屬的無毒化合物，以水溶液形式被注入通入爐管的蒸汽流中，爐溫可由燃燒器控制穩(wěn)定。

因燒焦速度快，又不存在超溫過熱的危險，所以使?fàn)t管的燒焦操作很容易控制。