工業有機廢氣熱氧化技術研究進展

趙潔

摘要：隨著社會經濟的繁榮發展與不斷進步，環境污染問題也愈發嚴重，有機化工企業生產過程中排放的廢氣大多是結構復雜、有毒有害的污染物質，會對大氣造成嚴重污染。為此，工業有機廢氣的處理也成為了現階段急需解決的問題。進行有機廢氣處理時，應借助熱氧化技術實現廢氣的無害化處理，從而進一步推動生態文明建設。

關鍵詞：工業有機廢氣;熱氧化技術;研究進展

引言：

有機化工企業排放廢氣中的主要組成因素是具有揮發性的有機化合物，若不對其進行無害化處理，不僅會對環境造成嚴重污染，還會在一定程度上影響社會人民群眾的日常生活質量與生命財產安全，同時也會引發一定的資源浪費想象。基于以上情況，需做好工業有機廢氣的無害化處理。

1.熱氧化法的概述

熱氧化法也被稱為燃燒法，是指在特定的溫度條件下讓工業廢氣與氧氣發生一定的化學反應，在有機物燃點溫度下對其有機物裂解氧化，最終生成水與二氧化碳等物質，從而實現廢氣的無害化處理。熱氧化處理技術中最為常見的廢氣處理裝置為間壁式、直接燃燒式以及蓄熱式等，可有效改善廢氣污染問題，為后續的生態環境保護治理工作的開展奠定扎實基礎。

2.有機廢氣熱氧化法的工作原理

2.1直接燃燒技術

直接燃燒技術是最為典型，也是最為基礎的工業有機廢氣無害化處理方式，通常情況下，將有機廢氣作為燃燒原料來進行直接燃燒，具有較強的適用性，但相關設備儀器的操作較為復雜，需要投入一定的人力財力資源。直接燃燒技術的綜合熱效率較差，極容易產生氮氧化物導致造成廢氣的二次污染現象。若工業有機廢氣的溫度達到了一定的燃燒條件可選擇直接燃燒法。

2.2蓄熱式熱氧化技術

蓄熱式熱氧化技術可保證工業有機廢氣達到氧化時的溫度，是利用蓄熱體自排除燃燒區的氣體當中吸收并存儲熱量并在轉變流向后釋放出熱量，基于此可有效減少輔助燃料的使用量，降低一定的資源投入，減少其工程造價，在一定程度上保證了企業單位的經濟收益。

蓄熱式熱氧化技術的自動化水平較高，一般應用于氣體濃度范圍2-8g/m?，且大風量的工業有機廢氣處理過程，能夠實現有機廢氣的無害化處理。若廢氣的濃度超過規定標準，RTO裝置則不需要添加輔助燃料。與直接燃燒技術相比，蓄熱式熱氧化技術的便捷性與安全性、穩定性較高，可以節省一定程度的能源消耗。

2.3蓄熱式催化氧化技術

蓄熱式催化氧化技術能夠使工業有機廢氣可在低溫的條件下發生氧化反應，與蓄熱式熱氧化技術具有一定的相似性，其系統結構大多相同。唯一不同的一點是，蓄熱式催化氧化技術為了讓有機物有效的附著于催化劑表面，在蓄熱層面上多設置了催化床層，從而有效降低了氧化過程中所需要的催化劑。

3.熱能回收及熱氧化器類型

3.1直接燃燒式熱氧化器

直接燃燒式熱氧化器又被稱之為后燃器，其設備簡單，所需要的相關資源也最為節省，可適用于任何類型的OC，VOC去除率高達99%以上，由混合區、助燃氣以及燃燒室三部分構成，為最終的化學反應提供充足空間。其中，石油烴與天然氣都可作為直接燃燒式熱氧化器的輔助燃料使用，可起到預熱VOC氣體的作用。

同時，直接燃燒式熱氧化器本身并不配備余熱回收系統，由于直接燃燒式熱氧化器的VOC廢氣進口溫度較高，爐身溫度與操作溫度極高，燃燒室出來的廢氣溫度也更高，可達到800℃左右，工作人員需采取科學合理的方式來回收其中的熱量做其他用途，若不對其熱量加以回收，直接燃燒式熱氧化器的運行費用相對來說則較大。

3.2間壁式熱氧化器

間壁式熱氧化器是將金屬制成的換熱器設置在燃燒室的排氣端口，在熱氧化裝置中設置間壁式換熱器，其排出的高溫氣體的熱量可傳遞待處理的VOC工業有機廢氣，即進口處的低溫氣體，待預熱后再發生氧化反應。通常情況下，間壁式熱氧化器嘗試用板式換熱器，可盡可能的多回收大部分熱能，常規的管式換熱器的熱能回收率在50%左右，而板式換熱器的熱能回收率能夠達到70%，具有再循壞的經濟優點以及較高的性價比，促進企業單位經濟效益與社會效益的提升。

在設計中，工作人員若采用單流徑的設計方式可增加間壁式熱氧化器安裝的緊密度，使其能夠順利的設置于滑道。當VOC含量處于穩定的較高狀態時，其系統的實際價值可發揮到最大效益;當VOC含量處于穩定性較差且含量較低的狀態時，工作人員需及時添加適當的輔助燃料，同時也要高度重視氮氧化物的生成量，避免不必要的氮氧化物處理裝置的設置。

同時，間壁式熱氧化器的操作溫度一般規定為750℃以內，避免其自燃問題的出現，在工藝設計中，需采用更高程度的湍流以及更長的停留時間。若處理的是含氯化合物，企業單位需使用耐酸耐熱的材料制作工藝，提升其安全性與穩定性。

3.3蓄熱式熱氧化器

蓄熱式熱氧化器又被稱為換熱床，具有一定的特殊性，可在熱氧化裝置中設置熱交換器對工業有機廢氣進行預熱處理，在預熱之后方可開始氧化反應。一個蓄熱式熱氧化器一般應安裝兩個或多個換熱床，廢氣所含熱能被吸收儲存用來加熱下一循環的工藝廢氣，廢氣溫度也因此下降。同時，氣流控制閥使進出口氣體按既定方式交替在兩個換熱床中進出，氣流控制閥切換的時間間隔為1-3分鐘，因此具有壓降較低的優勢以及一定的成本優勢，能夠達到能量回收的目的。對在換熱床上積累的VOC有機廢氣，為使可冷凝性有機化合物被徹底焚燒掉，工作人員可增強床溫功能。此外，若工藝廢氣中VOC含量足夠高，則無需輔助燃料來助燃。

結束語：

總而言之，隨著社會市場經濟的不斷發展，熱氧化技術是現階段十分重要的工業廢氣的無害處理方式，除此種方式以外還有化學、物理以及生物處理方式。在熱氧化技術處理期間，工作人員需根據VOC廢氣的排放情況，科學合理的選擇熱氧化處理技術，從而提高廢氣處理的環境效益，促進生態文明建設的有序開展。

參考文獻

[1]葉紅.VOC廢氣治理工程技術方案探究[J].資源節約與環保.2019（12）

[2]朱方元.有機廢氣處理中收集及輸送若干問題探討[J].科技風.2019（32）