?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。

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(chǎn)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(yīng)用價值主要體現(xiàn)在能耗大小和熱值的回收程度。

催化燃燒的特點

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(yīng)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粒或者霧滴，會減少催化燃燒的使用壽命

催化燃燒工藝介紹：

普遍使用的吸附劑是活性炭、分子篩、硅膠和活性氧化鋁。這些吸附劑經(jīng)過處理后表面積極大，可有效吸附碳氫化合物等污染物。其缺點是對水有優(yōu)先選擇性吸附作用。

在吸附過程中，被收集的污染物滯留在吸附床中，只要吸附床有足夠的容量，污染物就不會釋放出來。但是當(dāng)吸附床中的污染物濃度達到飽和時，污染物便開始釋放出來，這種現(xiàn)象稱為穿透。達到飽和的吸附床需要進行再生，一般采用加熱的氣體對吸附床進行脫附，一方面使吸附床重新具有活性，一方面是污染物被解脫出來進行回收或分解處理。

催化燃燒過程當(dāng)氣流中的污染物可被氧化時，燃燒是一種徹底的污染控制方案

碳氫化合物就屬于這類污染物。燃燒可以分為直接火焰燃燒和催化燃燒兩類。燃燒即是在氧和熱的作用下將碳氫化合物轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。其反應(yīng)方程式如下：CnH2m （n m/2）O2=nCO2 H2O Heat在燃燒過程中，氣流量和有機物負荷是選擇燃燒技術(shù)的重要參數(shù)。一個衡量污染物負荷的參數(shù)是低極限（LEL）或低可燃極限（LFL）。氣流的低極限是氣體可自燃的有機物濃度（100%LEL）。由于100%LEL具有危險，美國消防協(xié)會規(guī)定氣流的LEL不能超過50%,在LEL超過25%時應(yīng)設(shè)置可燃氣體監(jiān)控裝置。另一個要考慮的因素是氣流的能量密度，當(dāng)氣流的能量密度必須大于3.7MJ/m3時點火后氣體可自行維持燃燒，否則需要提供輔助燃料，另外要考慮燃燒后不產(chǎn)生有毒的副產(chǎn)品。能量值低于3.7MJ/m3的氣體，可利用催化劑來幫助氧化燃燒。

經(jīng)常使用的活性催化劑是鉑或鈀的化合物，使用陶瓷作載體。使用催化劑可降低燃燒溫度，節(jié)省運行費用，但是主要缺點是微量的硫和鉛的化合物會使催化劑，而且特定的催化劑對每種有機污染物起到催化燃燒的作用是不同的，對有些有機污染物的去除可能無效。