VOCs催化燃燒過(guò)程裝備改進(jìn)與技術(shù)淺析

宋偉才

摘 要：隨著科技和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)步，VOCs技術(shù)已經(jīng)逐漸變成目前我們國(guó)家十分重視的對(duì)象之一。近些年來(lái)，VOCs技術(shù)已經(jīng)得到了人們普遍的重視。基于這一情況，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)其當(dāng)前運(yùn)行狀況展開分析，改進(jìn)設(shè)備種類，以此促使其作用能夠得到充分展現(xiàn)。本篇文章將闡述催化燃燒的基本原理和操作流程，探討燃燒過(guò)程中的熱平衡，并對(duì)于具體應(yīng)用方面提出一些合理的見解。

關(guān)鍵詞：VOCs催化燃燒；催化劑；有機(jī)揮發(fā)物；技術(shù)；淺析

引言：所謂VOCs，其主要是指一些費(fèi)電處在50到260度范圍內(nèi)，整體蒸氣壓超過(guò)了133.4Pa的化合物，其主要為烴類、鹵代烴、芳香烴以及多環(huán)芳香烴等。為了能夠?qū)⑵浼夹g(shù)充分展現(xiàn)出來(lái)，相關(guān)研究人員應(yīng)對(duì)針對(duì)廢氣本身的原理和特點(diǎn)展開分析，以此提出更好的處理措施。

一、催化燃燒的基本原理和操作流程

（一）預(yù)熱式

預(yù)熱式可以看作是當(dāng)前催化燃燒工作中最為常見的一種形式，當(dāng)廢氣的實(shí)際溫度低于100度，同時(shí)濃度也不高的時(shí)候，熱量無(wú)法自給自足，所有必須提前予以加熱。當(dāng)前主要依靠煤氣進(jìn)行加熱，并在完成凈化之后展開熱交換的工作。

（二）自身熱平衡式

有機(jī)廢氣不僅實(shí)際溫度特別高，同時(shí)內(nèi)部有機(jī)物的整體含量也不低，因此在進(jìn)行催化燃燒的時(shí)候，必須提前設(shè)置加熱器，依靠對(duì)氣體凈化的方式促使其產(chǎn)生足夠的熱量。基本上正常操作便能夠?qū)崿F(xiàn)熱平衡，無(wú)需額外補(bǔ)充熱量[1]。

（三）吸附式

當(dāng)有機(jī)廢氣的流量足夠大的時(shí)候，依靠燃燒的方式需要投入非常多的燃料。因此，工作人員可以依靠吸附的方式將廢氣全部吸附在吸附劑之中，之后再使用熱空氣完成吹掃，最后再展開催化燃燒的工作。

二、催化燃燒過(guò)程中的熱平衡

催化燃燒可以歸屬為熱反應(yīng)中的一種，具體放熱量基本上和有機(jī)物本身的種類以及含量有著一定的聯(lián)系。通過(guò)廢氣燃燒的形式，可以促使催化燃燒能夠順利進(jìn)行，這也是當(dāng)前最具經(jīng)濟(jì)性效果的方式。而十分可以通過(guò)自熱維持整個(gè)體系的正常反應(yīng)，基本上主要根據(jù)在實(shí)際燃燒時(shí)的放熱量、起燃溫度、回收率以及初始溫度等。本次文章將以甲苯廢氣作為案例，分別假設(shè)3類不同廢氣內(nèi)部甲苯含量為8000mg/m3、4000mg/m3以及2000mg/m3。同時(shí)三者的起燃溫度則又分別是200度、250度以及300度，具體效率以及能量補(bǔ)充可以參考下表提供的內(nèi)容[2]。

從上表可以看出，當(dāng)氣體的初始溫度足夠高的時(shí)候，其內(nèi)部濃度同樣也會(huì)非常高，從而使得自熱運(yùn)轉(zhuǎn)的概率不斷能提升。對(duì)于當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部有機(jī)物的含量在5000mg/m3上下十分普遍。只要保證實(shí)際換熱的效率能夠在55%到65%之間，就能確保燃燒工作正常展開。

三、催化燃燒的技術(shù)應(yīng)用

（一）溶劑類污染物方面的凈化處理

溶劑類污染物本身具有含量非常大同時(shí)面積非常廣的基本特點(diǎn)，其內(nèi)部主要含量為三苯、酮類、醇類以及各種其他的衍生物品。應(yīng)用目前最新的JICA處理技術(shù)，對(duì)廢氣展開加工，基本上原來(lái)乙醛的的濃度為2663.3mg/m3，在處理之后，其能夠下降到55.3mg/m3，這一數(shù)值基本上已經(jīng)滿足了當(dāng)前我國(guó)正常排放的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。

目前來(lái)看，在涂裝、印刷、制鞋以及化工生產(chǎn)中出現(xiàn)的VOCs廢氣，其特點(diǎn)基本上都完全一樣。因此在進(jìn)行處理的時(shí)候，往往可以應(yīng)用多種不同的工藝方式，而對(duì)一些風(fēng)量偏大，同時(shí)濃度不高的廢氣進(jìn)行處理的時(shí)候，其難度便相對(duì)較高。現(xiàn)階段的工藝主要存在兩方面不足，其一則是實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用方面的資本相對(duì)較高，其二則是工藝方式缺乏效率同時(shí)很容易造成二次污染。

針對(duì)這一問(wèn)題，當(dāng)前工程人員主要依靠吸附的方式進(jìn)行處理，處理之前，實(shí)際濃度為1320mg/m3，在處理之后，其濃度已經(jīng)完全低于60mg/m3，滿足當(dāng)前排放的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）含氮類污染物的凈化

含氮類污染物不僅有著刺鼻的臭味，同時(shí)毒性也較高，因此必須予以充分處理。當(dāng)前最為有效的處理措施便是催化劑燃燒，當(dāng)其溫度超過(guò)300度的時(shí)候，整體除去率可以超過(guò)98%，具有非常好的效果。

在進(jìn)行碳纖維生產(chǎn)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)有大量有害氣體產(chǎn)生，這其中不但有著纖維毛和焦油，同時(shí)也包含大量一氧化碳，通常濃度可以達(dá)到650mg/m3。普遍西方發(fā)達(dá)國(guó)家主要依靠加熱法進(jìn)行處理，但是整體操作難度偏高，同時(shí)資金成本的投入也較大。因此國(guó)內(nèi)許多廠家基本上完全不予處理。近些年來(lái)，相關(guān)學(xué)者研究出在催化物的催化下，對(duì)其成分進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以此完成工藝處理[3]。

（三）含硫類污染物的凈化

一些制藥廠在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)排放出大量有機(jī)硫污染物。對(duì)此采取催化氧化的時(shí)候，可以將其內(nèi)部的硫原子全部轉(zhuǎn)化成二氧化硫，從而使其吸附能力大幅度增長(zhǎng)，進(jìn)而使得催化劑失去原有的活力。近些年出現(xiàn)的新型催化劑可以將其內(nèi)部的二氧化硫全部釋放，促使其活性能夠保持足夠的穩(wěn)定性。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，催化燃燒的最大特點(diǎn)實(shí)際操作的溫度非常低，因此能夠有效減少能源投入。為此相關(guān)人員還需要繼續(xù)展開研究，以此將其效果充分發(fā)揮出來(lái)，進(jìn)而為后期的的工作開展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙永才，鄭重.VOCs催化燃燒技術(shù)及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2017，40（5）：70-74.

[2]李永強(qiáng)，張曉武，祖普全.貴金屬催化劑用于VOCs催化燃燒的研究進(jìn)展[J].廣東化工，2015，42（24）：85-86.

[3]李永強(qiáng)，朱華星，馬選武.鈰基氧化物用于VOCs催化燃燒的研究進(jìn)展[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，33（2）：101-105.

（作者單位：廣東昊霖環(huán)保科技有限公司）