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催化燃烧技术原理

催化燃烧技术作为VOCs废气处理工艺之一，因为其净化率高，燃烧温度低（一般低于350℃），燃烧没有明火，不会有NOx等二次污染物的生成，安全节能环保等特点，在环保市场应用有了很好的发展前景。催化剂作为催化燃烧系统的关键技术环节，催化剂的合成技术及应用规则就显得尤为重要。

催化燃烧反应原理是有机废气在较低温度下在催化剂的作用下被完全氧化和分解，达到净化气体目的。催化燃烧是典型的气固相催化反应，其原理是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低反应的活化能，同时使反应物分子富集在催化剂表面上以提高反应速率。借助于催化剂，有机废气可以在较低的起燃温度下无焰燃烧并且在释放大量热量，同时氧化分解成CO2和H2O。

在认识催化时有提到催化燃烧的应用价值主要体现在能耗大小和热值的回收程度，催化燃烧反应会释放大量的反应热，因此燃烧尾气温度很高，所以对这部分的热能回收就非常有必要了。通用做法是借助换热器将燃烧尾气的热能与进口低温气体进行热能交换来达到减少预热的能耗。漆包线、绝缘材料烘干废气本身温度就在300度以上无需预热，此类行业废气温度较高，且浓度较高，对燃烧反应及热量回收具有良好的经济效益。

催化燃烧是一种涉及气—固两相的化学反应，其本质机理为在有活性氧参与的条件下发生的深度氧化反应[7]。在反应过程中，加入催化剂可以显著降低反应所需的活化能，VOCs 富集在催化剂表面，在较低燃烧温度下发生无焰燃烧，终分解为二氧化碳和水，同时释放出大量的热。其化学反应方程式如下：

CnHm (n m/4) O2→n CO2 m/2 H2O 能量在催化剂的作用下，VOCs 可以在较低温度下充分燃烧，生成二氧化碳和水，去除率高达90%。催化燃烧法具有能耗低、运行可靠稳定、无二次污染等突出优点，在欧美***已得到广泛推广应用。在我国，催化燃烧法也是处理VOCs的主要手段，其应用比例约为55%。目前，催化燃烧法已经成为处理VOCs的主流。

?催化燃烧技术应用方面

催化燃烧在加热炉炉管烧焦上的应用

石油化工中的结焦不仅会使炉管传热系数降低、造成局部过热现象、缩短炉管寿命，而且会降低装置处理量，严重制约装置的正常运转，因此需要定期烧焦。计算机控制下蒸汽—空气在线烧焦是国内采用的较为***的技术，但其存在的较大问题是烧焦时间过长。

如果在石油化工装置烧焦过程中，加入一种烧焦助燃剂，就可以通过降焦反应的活化能，大幅度提高烧焦反应速度，就能够在较低的温度下，达到缩短烧焦时间的目的。这一技术的研究有了一些突破性的进展。

克罗地亚的INOSd.O.O(Zagreb,Croatia)开发了一种适用于烃油加热炉炉管的催化烧焦方法。可用来取代传统的使用蒸汽 空气的炉管烧焦方法。

新方法是在蒸汽中混入催化剂，使烧焦反应热大大减少,故其烧焦速度比传统热烧焦方法倍。由于烧焦时间大大缩短，也即减少了时间，因而提高了炉子开工率。所用催化剂是一种不含***的***化合物，以水溶液形式被注入通入炉管的蒸汽流中，炉温可由燃烧器控制稳定。

因烧焦速度快，又不存在超温过热的***，所以使炉管的烧焦操作很容易控制。