催化燃烧在VOCs处理运用中的安全问题及防范办法

催化燃烧在VOCs处理运用中的安全问题及防范办法

 

本文针对催化燃烧法处理VOCs的过程中存在的活性炭吸附—脱附—催化燃烧法中活性碳起火的现象、催化氧化炉爆炸标题、整个催化燃烧处理设备起火爆炸标题等安全隐患，提出相应处理方案。

 

VOCs（蒸发性有机化合物） 是指在常压下沸点在50~260 ℃、常温下饱满蒸汽压***于 133.32 Pa的有机化合物， 或许在常温常压下任何能蒸发的有机液体和固体[1]。VOCs 类目杂乱，***要包含烯烃、烷烃、醇类、芬芳烃、芳烃类、醛类、卤代烃等，***要产生于制药、制鞋、石油炼化和喷漆等职业[2]。某些VOCs对臭氧层有损坏效果，如含氢氯氟烃 (HCFCls)和氯氟烃 (CFCs)；VOCs 也是构成雾霾的重要前物，是有毒有害气体的重要来历，环保部已将其列为细颗粒物之外***的空气污染元凶[3]。跟着产业化过程的加速，VOCs 引起的健康与环境标题引来越来越多的重视，VOCs的处理也已火烧眉毛。

 

一、 催化燃烧法在VOCs处理中的重要方位

 

VOCs 处理有较多办法， 其处理办法包含源头减量、中心操控和结尾处理等[4]。现在，我***以结尾处理为主。结尾处理技术一般分为损坏性处理和收回性处理。损坏性处理***要包含催化燃烧法和燃烧处理法。收回性处理包含吸收法、冷凝法、吸附法和膜分离法等[5]。收回性处理因其技术手法还不老练，本钱较高，现在没有***规模运用。燃烧法是直接将 VOCs 通入燃烧炉中，在炉内充沛燃烧，产生二氧化碳和水[6]。该办法本钱较低，运用规模较广，技术线路也比较老练。

 

催化燃烧法是在废气燃烧的时分参加某种催化剂，下降 VOCs 的燃点, 使 VOCs 能够充沛燃烧, ***天然生成二氧化碳和水，完成直排。当时常用催化剂品种有 Cu、Fe、Ti 等非贵金属与 Pd、Au、Pt等贵金属两***类。燃烧处理法和催化燃烧法在 VOCs 处理中占有中心方位，因其分化氧化完全、处理效率高而得到广泛运用，其间催化燃烧法因无明火、节能、氧化温度低而得到广泛运用。

 

催化燃烧是一种触及气—固两相的化学反应，其本质机理为在有活性氧介入的前提下产生的深度氧化反应[7]。在反应过程中，参加催化剂能够显着下降反应所需的活化能，VOCs 富集在催化剂外表，在较低燃烧温度下产生无焰燃烧，***分化为二氧化碳和水，一起开释出很多的热。其化学反应方程式如下：

 

CnHm+ (n+m/4) O2→ n CO2+m/2 H2O + 能量

 

在催化剂的效果下，VOCs 能够在较低温度下充沛燃烧，天然生成二氧化碳和水，去除率高达 90%。催化燃烧法具有能耗低、运转牢靠不乱、无二次污染等凸起利益，在欧美***家已得到广泛推广运用。在我***，催化燃烧法也是处理 VOCs 的***要手法，其运用份额约为 55%。现在，催化燃烧法已经成为处理 VOCs 的干流。

 

二、催化燃烧法的常见安全标题及防范办法

 

催化燃烧法处理 VOCs 的过程中， 存在如下几种安全隐患：活性炭吸附—脱附—催化燃烧法中有活性碳起火的现象、催化氧化炉爆炸标题、整个催化燃烧处理设备起火爆炸标题。

 

1.活性碳起火现象及防范办法在前期的 VOCs 富集过程中， 由于活性炭着火点较低而脱附温渡过高，当对吸附饱满的活性炭进行脱附处理时，会由于脱附箱体内温渡过高导致活性炭着火。处理该标题能够从两个方面着手：一是选用着火点高的活性炭；二是严厉操控脱附温度，使其远低于活性炭着火点。因而可采纳如下办法：严厉操控脱附温度，挑选质量***的脱附温度传感器，尽或许在活性炭吸附箱适宜方位设备两个温度传感器；在 PLC 编程中参加脱附温度超温时休止脱附程序；一起要防患于未然，在活性炭吸附箱上方添加消防水管并连接烟气报警及主动喷淋设备，以防意外失火。

 

2.催化氧化炉爆炸标题及防范办法在处理高浓度 VOCs 时，由于炉内含有很多氧气，当废气浓度到达废气组份中***部分有机废气的爆炸极限时，就会有爆炸的风险。 因而，要时间监测炉内 VOCs浓度， 在进入催化氧化炉的废气管道上设备浓度稀释设备，将高浓度废气稀释到爆炸极限下。 一起在催化氧化炉上添加压力排气阀，在压力过高时主动翻开阀门进行减压排气，以防炉内温度压力过高引起爆炸（因废气在热氧化过程中敏捷开释很多热能导致炉内热空气压力过***）。

 

3.整个催化燃烧处理设备起火爆炸及防范办法整个催化燃烧处理设备起火爆炸多产生在只要一套吸附设备的体系中，因管道壁及设备内会萃很多高浓度有机废气颗粒物，管道风阀结束会议空隙过***，在脱附催化燃烧过程中没有休止出产， 车间进气阀不能关闭，整个管路是全通的，此刻脱附催化燃烧极或许在高温效果下引起整个体系起火爆炸。 针对上述状况应该采纳如下办法：设备高质量风阀，常常查看漏气状况，单套吸附的设备体系中在脱附催化燃烧过程中应停产处理等。

 

三、催化燃烧法的全体安全办法

 

运用催化燃烧法应严厉按工程技术标准进行消防办法处理，工程设备应尽或许地放置在室外，而且按安全出产标准要求留足安全距离及设置安全防护栏和相关色彩，气流走向，阀门开关方向，电源标识，操作标准等安全警示办法。

 

四、定论

 

跟着产业化与现代化的持续发展和不断提升，VOCs引起的健康与环境标题将引起越来越多的重视，VOCs的处理也已火烧眉毛。 催化燃烧因其催化效率高、能耗低一级利益具有愈加宽广的运用前景，并将逐步成为******要的处理 VOCs 的办法之一。 但咱们在运用催化燃烧法处理 VOCs 时，仍要时间留心或许引发的安全标题，防微杜渐，从源头上把风险处理掉。