催化燃燒在VOCs處理運用中的安全問題及防范辦法

 

本文針對催化燃燒法處理VOCs的過程中存在的活性炭吸附—脫附—催化燃燒法中活性碳起火的現(xiàn)象、催化氧化爐爆炸標題、整個催化燃燒處理設備起火爆炸標題等安全隱患，提出相應處理方案。

 

VOCs（蒸發(fā)性有機化合物） 是指在常壓下沸點在50~260 ℃、常溫下飽滿蒸汽壓***于 133.32 Pa的有機化合物， 或許在常溫常壓下任何能蒸發(fā)的有機液體和固體[1]。VOCs 類目雜亂，***要包含烯烴、烷烴、醇類、芬芳烴、芳烴類、醛類、鹵代烴等，***要產(chǎn)生于制藥、制鞋、石油煉化和噴漆等職業(yè)[2]。某些VOCs對臭氧層有損壞效果，如含氫氯氟烴 (HCFCls)和氯氟烴 (CFCs)；VOCs 也是構成霧霾的重要前物，是有毒有害氣體的重要來歷，環(huán)保部已將其列為細顆粒物之外***的空氣污染元兇[3]。跟著產(chǎn)業(yè)化過程的加速，VOCs 引起的健康與環(huán)境標題引來越來越多的重視，VOCs的處理也已火燒眉毛。

 

一、 催化燃燒法在VOCs處理中的重要方位

 

VOCs 處理有較多辦法， 其處理辦法包含源頭減量、中心操控和結尾處理等[4]。現(xiàn)在，我***以結尾處理為主。結尾處理技術一般分為損壞性處理和收回性處理。損壞性處理***要包含催化燃燒法和燃燒處理法。收回性處理包含吸收法、冷凝法、吸附法和膜分離法等[5]。收回性處理因其技術手法還不老練，本錢較高，現(xiàn)在沒有***規(guī)模運用。燃燒法是直接將 VOCs 通入燃燒爐中，在爐內(nèi)充沛燃燒，產(chǎn)生二氧化碳和水[6]。該辦法本錢較低，運用規(guī)模較廣，技術線路也比較老練。

 

催化燃燒法是在廢氣燃燒的時分參加某種催化劑，下降 VOCs 的燃點, 使 VOCs 能夠充沛燃燒, ***天然生成二氧化碳和水，完成直排。當時常用催化劑品種有 Cu、Fe、Ti 等非貴金屬與 Pd、Au、Pt等貴金屬兩***類。燃燒處理法和催化燃燒法在 VOCs 處理中占有中心方位，因其分化氧化完全、處理效率高而得到廣泛運用，其間催化燃燒法因無明火、節(jié)能、氧化溫度低而得到廣泛運用。

 

催化燃燒是一種觸及氣—固兩相的化學反應，其本質機理為在有活性氧介入的前提下產(chǎn)生的深度氧化反應[7]。在反應過程中，參加催化劑能夠顯著下降反應所需的活化能，VOCs 富集在催化劑外表，在較低燃燒溫度下產(chǎn)生無焰燃燒，***分化為二氧化碳和水，一起開釋出很多的熱。其化學反應方程式如下：

 

CnHm+ (n+m/4) O2→ n CO2+m/2 H2O + 能量

 

在催化劑的效果下，VOCs 能夠在較低溫度下充沛燃燒，天然生成二氧化碳和水，去除率高達 90%。催化燃燒法具有能耗低、運轉牢靠不亂、無二次污染等凸起利益，在歐美***家已得到廣泛推廣運用。在我***，催化燃燒法也是處理 VOCs 的***要手法，其運用份額約為 55%?，F(xiàn)在，催化燃燒法已經(jīng)成為處理 VOCs 的干流。

 

二、催化燃燒法的常見安全標題及防范辦法

 

催化燃燒法處理 VOCs 的過程中， 存在如下幾種安全隱患：活性炭吸附—脫附—催化燃燒法中有活性碳起火的現(xiàn)象、催化氧化爐爆炸標題、整個催化燃燒處理設備起火爆炸標題。

 

1.活性碳起火現(xiàn)象及防范辦法在前期的 VOCs 富集過程中， 由于活性炭著火點較低而脫附溫渡過高，當對吸附飽滿的活性炭進行脫附處理時，會由于脫附箱體內(nèi)溫渡過高導致活性炭著火。處理該標題能夠從兩個方面著手：一是選用著火點高的活性炭；二是嚴厲操控脫附溫度，使其遠低于活性炭著火點。因而可采納如下辦法：嚴厲操控脫附溫度，挑選質量***的脫附溫度傳感器，盡或許在活性炭吸附箱適宜方位設備兩個溫度傳感器；在 PLC 編程中參加脫附溫度超溫時休止脫附程序；一起要防患于未然，在活性炭吸附箱上方添加消防水管并連接煙氣報警及主動噴淋設備，以防意外失火。

 

2.催化氧化爐爆炸標題及防范辦法在處理高濃度 VOCs 時，由于爐內(nèi)含有很多氧氣，當廢氣濃度到達廢氣組份中***部分有機廢氣的爆炸極限時，就會有爆炸的風險。 因而，要時間監(jiān)測爐內(nèi) VOCs濃度， 在進入催化氧化爐的廢氣管道上設備濃度稀釋設備，將高濃度廢氣稀釋到爆炸極限下。 一起在催化氧化爐上添加壓力排氣閥，在壓力過高時主動翻開閥門進行減壓排氣，以防爐內(nèi)溫度壓力過高引起爆炸（因廢氣在熱氧化過程中敏捷開釋很多熱能導致爐內(nèi)熱空氣壓力過***）。

 

3.整個催化燃燒處理設備起火爆炸及防范辦法整個催化燃燒處理設備起火爆炸多產(chǎn)生在只要一套吸附設備的體系中，因管道壁及設備內(nèi)會萃很多高濃度有機廢氣顆粒物，管道風閥結束會議空隙過***，在脫附催化燃燒過程中沒有休止出產(chǎn)， 車間進氣閥不能關閉，整個管路是全通的，此刻脫附催化燃燒極或許在高溫效果下引起整個體系起火爆炸。 針對上述狀況應該采納如下辦法：設備高質量風閥，常常查看漏氣狀況，單套吸附的設備體系中在脫附催化燃燒過程中應停產(chǎn)處理等。

 

三、催化燃燒法的全體安全辦法

 

運用催化燃燒法應嚴厲按工程技術標準進行消防辦法處理，工程設備應盡或許地放置在室外，而且按安全出產(chǎn)標準要求留足安全距離及設置安全防護欄和相關色彩，氣流走向，閥門開關方向，電源標識，操作標準等安全警示辦法。

 

四、定論

 

跟著產(chǎn)業(yè)化與現(xiàn)代化的持續(xù)發(fā)展和不斷提升，VOCs引起的健康與環(huán)境標題將引起越來越多的重視，VOCs的處理也已火燒眉毛。 催化燃燒因其催化效率高、能耗低一級利益具有愈加寬廣的運用前景，并將逐步成為******要的處理 VOCs 的辦法之一。 但咱們在運用催化燃燒法處理 VOCs 時，仍要時間留心或許引發(fā)的安全標題，防微杜漸，從源頭上把風險處理掉。