13個關(guan)于(yu)VOCs催(cui)化(hua)燃燒(shao)基本原理、應用(yong)及常(chang)見問(wen)題知(zhi)識(shi)催(cui)化(hua)燃燒(shao)技(ji)術作為(wei)VOCs廢氣處理工藝(yi)之一，因為(wei)其凈化(hua)率高(gao)，燃燒(shao)溫(wen)度低（一般低于(yu)350℃），燃燒(shao)沒有明火，不(bu)會有NOx等(deng)二次污染(ran)物的(de)生成，安(an)全(quan)節(jie)能環保等(deng)特點，在環保市場應用(yong)有了很好的(de)發展前景(jing)。催(cui)化(hua)劑作為(wei)催(cui)化(hua)燃燒(shao)系統的(de)關(guan)鍵技(ji)術環節(jie)，催(cui)化(hua)劑的(de)合(he)成技(ji)術及應用(yong)規則就顯得(de)尤(you)為(wei)重要。
1.催化(hua)燃燒反(fan)應原理
催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)燃(ran)燒反應(ying)(ying)原(yuan)理(li)(li)是有機廢氣(qi)在(zai)(zai)較(jiao)低溫度(du)下在(zai)(zai)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)作用下被完全氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和分解，達(da)到凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氣(qi)體目的(de)(de)。催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)燃(ran)燒是典(dian)型(xing)的(de)(de)氣(qi)固(gu)相催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反應(ying)(ying)，其原(yuan)理(li)(li)是活性氧(yang)(yang)參與深(shen)度(du)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)作用。在(zai)(zai)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)燃(ran)燒過程中，催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)作用是降低反應(ying)(ying)的(de)(de)活化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能(neng)，同時使(shi)反應(ying)(ying)物(wu)分子富集在(zai)(zai)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)表面上以提高反應(ying)(ying)速(su)率。借助(zhu)于(yu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，有機廢氣(qi)可以在(zai)(zai)較(jiao)低的(de)(de)起燃(ran)溫度(du)下無焰燃(ran)燒并且在(zai)(zai)釋放(fang)大量熱量，同時氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)分解成(cheng)CO2和H2O。
2.什么是(shi)低(di)溫催(cui)化劑
低溫(wen)催化(hua)劑性(xing)能指標：起(qi)燃溫(wen)度≤200℃，氧(yang)化(hua)轉化(hua)效(xiao)率≥95%，孔(kong)密度200-400cpsi，抗壓強度≥8MPa。
3.VOCs催(cui)化劑在催(cui)化燃燒系(xi)統中的作用與影響
通常VOCs的(de)自(zi)燃(ran)燒(shao)溫度(du)較高，通過催化(hua)劑的(de)活化(hua)，可降低VOCs燃(ran)燒(shao)的(de)活化(hua)能(neng)，從(cong)而(er)降低起燃(ran)溫度(du)，減少能(neng)耗(hao)，節約成本。
另外(wai)：一般（無催化(hua)劑存在(zai)）的(de)燃(ran)燒(shao)溫度都會在(zai)600℃以上，這樣的(de)燃(ran)燒(shao)會產生氮氧化(hua)物，就是常說的(de)NOx，這也(ye)是要嚴格控制的(de)污染物。催化(hua)燃(ran)燒(shao)是沒有明火的(de)燃(ran)燒(shao)，一般低于350℃，不會有NOx生成(cheng)，因(yin)此更為安全和環保。
4.什么是空(kong)速？影響空(kong)速的因素有哪些
在VOCs催(cui)(cui)化(hua)燃燒系統中(zhong)，反應(ying)空(kong)速(su)(su)通常(chang)指(zhi)體積空(kong)速(su)(su)（GHSV），體現出(chu)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)的處(chu)(chu)理能力:反應(ying)空(kong)速(su)(su)是指(zhi)規定(ding)的條件下，單位(wei)(wei)時間單位(wei)(wei)體積催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)處(chu)(chu)理的氣體量，單位(wei)(wei)為m3/(m3催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)?h)，可(ke)簡化(hua)為h-1。例(li)如產品標注(zhu)空(kong)速(su)(su)30000h-1：代表每立方催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)每小時能處(chu)(chu)理30000m3廢氣。空(kong)速(su)(su)體現出(chu)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)的VOCs處(chu)(chu)理能力，因此和(he)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)的性能息息相(xiang)關。
5.貴金(jin)屬(shu)(shu)負載(zai)量(liang)與(yu)空速(su)的關系(xi)，貴金(jin)屬(shu)(shu)含量(liang)是越高越好嗎？
貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)催化(hua)(hua)劑(ji)的(de)性(xing)能與貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)含(han)(han)量(liang)、顆(ke)(ke)粒大小和分散(san)度(du)相(xiang)關(guan)。理想狀(zhuang)態下(xia)，貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)高度(du)分散(san)，此(ci)時(shi)的(de)貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)以*小的(de)顆(ke)(ke)粒（幾個納米）存在于(yu)(yu)載體上，貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)得(de)到*大程度(du)的(de)利用，此(ci)時(shi)催化(hua)(hua)劑(ji)的(de)處(chu)理能力(li)與貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)含(han)(han)量(liang)成(cheng)正相(xiang)關(guan)。然(ran)而當貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)含(han)(han)量(liang)高到一定(ding)程度(du)后，金(jin)(jin)屬(shu)(shu)顆(ke)(ke)粒容(rong)易(yi)聚集長大成(cheng)為(wei)較大的(de)顆(ke)(ke)粒，貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)與VOCs的(de)接觸面(mian)反倒(dao)下(xia)降，大部(bu)分貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)被包在內部(bu)，此(ci)時(shi)增加貴(gui)(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)含(han)(han)量(liang)反而不利于(yu)(yu)催化(hua)(hua)劑(ji)活(huo)性(xing)的(de)提高。
6.氣(qi)體燃燒后，氣(qi)體體積膨脹對(dui)空速的影響
穩定運行(xing)狀(zhuang)態下，氣體(ti)體(ti)積膨脹對空速影響不(bu)大(da)，因為(wei)一(yi)般而(er)言VOCs含量(liang)不(bu)高，僅僅這部分氣體(ti)的(de)膨脹，體(ti)積流量(liang)的(de)增加(jia)很(hen)少。
7.納米級催化劑(ji)的優勢
納米(mi)催(cui)(cui)化劑(ji)是指催(cui)(cui)化劑(ji)的(de)有效(xiao)(xiao)成分（比如貴金屬）以納米(mi)的(de)尺度(du)分散在(zai)載體上，催(cui)(cui)化劑(ji)的(de)有效(xiao)(xiao)成分盡可能多地暴露在(zai)氣(qi)體中(zhong)，使兩者的(de)接觸機會(hui)大大增加，這樣的(de)催(cui)(cui)化劑(ji)一般(ban)性能更為優越(yue)。
8.起燃溫度和完(wan)全轉化溫度的(de)(de)定義(yi)，以及與(yu)廢(fei)氣濃度的(de)(de)關系
起燃溫度：凈化率達(da)到10%所(suo)需要的(de)溫度
完(wan)全轉換溫度：凈化率>98%所(suo)需要的溫度
催化燃(ran)燒一經(jing)點起(qi)燃(ran)將在(zai)很短時間內達到高溫，而廢氣的濃度(du)達到一定程度(du)后，其反(fan)(fan)應(ying)放熱(re)可(ke)實(shi)現(xian)自熱(re)催化反(fan)(fan)應(ying)。
9.催化劑的堆碼方式
在壓降允許的(de)范圍(wei)內，催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)應(ying)按照(zhao)“高瘦型”方式堆放(fang)，高徑比(bi)應(ying)大于1.5。否則靠器(qi)壁(bi)(bi)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)利(li)用(yong)率會較低，影響整體催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)床層的(de)催(cui)化(hua)效果(guo)。孔道與氣體流向一(yi)致，保持一(yi)定孔道長度，各段催(cui)化(hua)塊(kuai)應(ying)錯開擺(bai)放(fang)，四邊(bian)(bian)與反應(ying)器(qi)爐(lu)壁(bi)(bi)接觸部位應(ying)采用(yong)鋼骨(gu)架(jia)折邊(bian)(bian)或采用(yong)耐高溫材料密(mi)封(feng)防(fang)止(zhi)廢氣漏通。
10.廢氣預處(chu)理可(ke)延長催(cui)化(hua)劑(ji)和催(cui)化(hua)燃燒設備(bei)的壽命(ming)原因(yin)分(fen)析
廢氣可能含有(you)一些對(dui)催化(hua)劑有(you)害成分，如果已知(zhi)有(you)這樣(yang)的化(hua)學物質存(cun)在，則要對(dui)廢氣做預處理，否則這些有(you)害成分會對(dui)催化(hua)劑的壽命產生(sheng)很大影響。
廢氣應經過預處理（除(chu)塵(chen)(chen)(chen)除(chu)油除(chu)濕）再通入催(cui)化(hua)(hua)倉。灰塵(chen)(chen)(chen)、積碳及高沸粘性物附著于催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)表面(mian)，覆蓋催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)活性位點，會導致催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)催(cui)化(hua)(hua)作用(yong)，因此，應盡量避免灰塵(chen)(chen)(chen)及高沸粘性物的(de)引入。
較高濕度環境(jing)中，水蒸(zheng)氣和油(you)霧(wu)漆(qi)霧(wu)在高溫下容易與(yu)催化劑(ji)發(fa)生作用，造成催化劑(ji)燒結失活，因(yin)此應盡量減少水蒸(zheng)氣和油(you)霧(wu)漆(qi)霧(wu)進入(ru)催化劑(ji)床層(ceng)。
11.催化燃燒(shao)系(xi)統廢氣濃度(du)控制(zhi)的重(zhong)要性
合適的廢氣濃度可以(yi)保(bao)證催化燃(ran)燒系統安全(quan)**的處(chu)理廢氣，同時(shi)有(you)利于延(yan)長(chang)設備和(he)催化劑的使用壽命。
濃度過低(di)：大量的能(neng)量用于加熱空氣，能(neng)耗高，反應放熱不足以維持系(xi)統的自熱燃燒，這種(zhong)工況建議對(dui)廢氣進行(xing)濃縮。
濃度過高：燃(ran)爆(bao)風險；溫升過高，燃(ran)燒溫度過高（長時間高于600度），對設備和催化劑都有傷害，這種工況建議加新風稀釋廢氣(qi)至爆(bao)炸(zha)下(xia)限以下(xia)。
12.催化燃燒設備啟(qi)動(dong)和(he)停車(che)注意事項
系統(tong)啟動前，新鮮空氣(qi)預熱催(cui)化劑(ji)，然后預熱廢氣(qi)至250度(du)以上方可引入催(cui)化倉；系統(tong)停車前，先切斷廢氣(qi)，繼續加熱催(cui)化劑(ji)并通入新鮮空氣(qi)，保(bao)溫0.5小時，再切斷電源。
13.催化劑中毒說明
某些(xie)化(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)會使催化(hua)劑中毒(du)，例如(ru)含磷，硫(liu)，鉛，汞，砷(shen)及鹵素(su)等的有機或無(wu)機物(wu)對(dui)催化(hua)劑的破壞(huai)作用(yong)很強，將導致催化(hua)劑的失活，無(wu)法恢(hui)復活性。
14.催化劑(ji)積碳的處理
可(ke)將催化(hua)劑在(zai)新鮮空氣(qi)中(zhong)，加熱至500℃，保持2-4小(xiao)時，可(ke)除去(qu)或部分除去(qu)積碳。
15.影響催(cui)化劑(ji)壽命的因(yin)素
催(cui)(cui)化劑(ji)(ji)的(de)(de)使用請嚴格(ge)遵照催(cui)(cui)化劑(ji)(ji)的(de)(de)使用工況說明。影響催(cui)(cui)化劑(ji)(ji)壽命的(de)(de)因素(su)有：廢(fei)氣的(de)(de)預處(chu)理(li)狀況即廢(fei)氣的(de)(de)潔凈(jing)度，催(cui)(cui)化倉的(de)(de)溫(wen)度，鹵(lu)素(su)和催(cui)(cui)化劑(ji)(ji)的(de)(de)毒物，以(yi)及催(cui)(cui)化燃燒設備的(de)(de)操作規程等。
來(lai)源：VOCs指南等
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