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?VOCs催化燃烧的基本原理介绍

VOCs催化燃烧基本原理

催化燃烧的本质就是燃烧，从化学角度来说燃烧反应就是深度氧化反应，燃烧反应发生的化学反应与深度氧化反应是一样，VOCs经过燃烧（或催化燃烧）生成二氧化碳和水，燃烧过程放出的热量和深度氧化反应是一样的。基本反应如下：

VOCs O2 == CO2 H2O Q

催化剂的定义：

催化剂是一种加快化学反应速率,本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂不改变化学反应的热力学，只改变化学反应的动力学，其本质就是降低化学反应的活化能，加快化学反应的发生。在VOCs氧化反应中就是降低反应温度。这也是热力燃烧（TO、RTO）需要800 oC甚至更高的温度，而催化燃烧通常只要350 oC左右的科学道理。

?催化燃烧法应用中的防范措施

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炭起火的现象。

活性炭起火现象及防范措施

在前期的VOCs富集过程中， 由于活性炭着火点较低而脱附温度过高，当对吸附饱和的活性炭进行脱附处理时，会由于脱附箱体内温度过高导致活性炭着火。

解决该问题可以从两个方面着手：一是采用着火点高的活性炭；二是严格控制脱附温度，使其远低于活性炭着火点。因此可采取如下措施：严格控制脱附温度，选择质量好的脱附温度传感器，尽可能在活性炭吸附箱合适位置安装两个温度传感器；在PLC 编程中加入脱附温度超温时停附程序；同时要防患于未然，在活性炭吸附箱上方增加消防水管并连结烟气报警及自动喷淋装置，以防意外。

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，VOCs（挥发性有机化合物） 是指在常压下沸点在50~260 ℃、常温下饱和蒸汽压大于 133.32 Pa 的有机化合物， 或者在常温常压下任何能挥发的有机液体和固体[1]。VOCs 类目复杂，主要包含烯烃、烷烃、醇类、芳香烃、芳烃类、醛类、卤代烃等，主要产生于制药、制鞋、石油炼化和喷漆等行业[2]。某些VOCs对臭氧层有***作用，如含氢氯氟烃 (HCFCls)和氯氟烃 (CFCs)；VOCs 也是形成雾霾的重要前物，是******气体的重要来源，环保部已将其列为细颗粒物之外蕞大的空气污染元凶[3]。随着工业化进程的加快，VOCs 引起的健康与环境问题引来越来越多的关注，VOCs 的处理也已迫在眉睫。

?催化燃烧应用在燃气轮机发电领域

催化燃烧应用于燃气轮机发电不仅能够降低对环境的***，还大大提高了燃气轮机的效率。美国在20世纪末蕞后10年里，天燃气电厂以每年6000MW装机容量的速率逐年递增。随着“西气东输”世纪工程的启动，我国天燃气发电领域也逐渐与世界接轨，因此对该领域中存在的应用技术问题的探索已是刻不容缓。

燃烧中的环境问题是由于天燃气的热值较高，使得燃烧室温度高达1800℃ ，助燃空气中的N2发生高温氧化，造成NOX污染。它以催化燃烧代替传统的火焰燃烧方式,燃烧室温度被降至1500℃以下,能够有效地***热效应NOX生成反应的发生。

工业领域对催化燃烧技术的兴趣还在于,催化剂能够稳定贫燃火焰,进行高空燃比燃烧,增大了燃料的利用率;另外，催化剂促进的无焰燃烧,产生的热流温度适中，无须冷却空气进行稀释,可直接驱动燃气轮机,从而提高热效。