催化燃燒在VOCs處理運(yùn)用中的安全問題及防范辦法

 

本文針對(duì)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(biāo)題、整個(gè)催化燃燒處理設(shè)備起火爆炸標(biāo)題等安全隱患，提出相應(yīng)處理方案。

 

VOCs（蒸發(fā)性有機(jī)化合物） 是指在常壓下沸點(diǎn)在50~260 ℃、常溫下飽滿蒸汽壓***于 133.32 Pa的有機(jī)化合物， 或許在常溫常壓下任何能蒸發(fā)的有機(jī)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(duì)臭氧層有損壞效果，如含氫氯氟烴 (HCFCls)和氯氟烴 (CFCs)；VOCs 也是構(gòu)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(xì)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(biāo)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(jié)尾處理等[4]?，F(xiàn)在，我***以結(jié)尾處理為主。結(jié)尾處理技術(shù)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(shù)手法還不老練，本錢較高，現(xiàn)在沒有***規(guī)模運(yùn)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(yùn)用規(guī)模較廣，技術(shù)線路也比較老練。

 

催化燃燒法是在廢氣燃燒的時(shí)分參加某種催化劑，下降 VOCs 的燃點(diǎn), 使 VOCs 能夠充沛燃燒, ***天然生成二氧化碳和水，完成直排。當(dāng)時(shí)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(yùn)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(yùn)用。

 

催化燃燒是一種觸及氣—固兩相的化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)機(jī)理為在有活性氧介入的前提下產(chǎn)生的深度氧化反應(yīng)[7]。在反應(yīng)過程中，參加催化劑能夠顯著下降反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(dá) 90%。催化燃燒法具有能耗低、運(yùn)轉(zhuǎn)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(yùn)用。在我***，催化燃燒法也是處理 VOCs 的***要手法，其運(yùn)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(biāo)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(biāo)題、整個(gè)催化燃燒處理設(shè)備起火爆炸標(biāo)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(diǎn)較低而脫附溫渡過高，當(dāng)對(duì)吸附飽滿的活性炭進(jìn)行脫附處理時(shí)，會(huì)由于脫附箱體內(nèi)溫渡過高導(dǎo)致活性炭著火。處理該標(biāo)題能夠從兩個(gè)方面著手：一是選用著火點(diǎn)高的活性炭；二是嚴(yán)厲操控脫附溫度，使其遠(yuǎn)低于活性炭著火點(diǎn)。因而可采納如下辦法：嚴(yán)厲操控脫附溫度，挑選質(zhì)量***的脫附溫度傳感器，盡或許在活性炭吸附箱適宜方位設(shè)備兩個(gè)溫度傳感器；在 PLC 編程中參加脫附溫度超溫時(shí)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(bào)警及主動(dòng)噴淋設(shè)備，以防意外失火。

 

2.催化氧化爐爆炸標(biāo)題及防范辦法在處理高濃度 VOCs 時(shí)，由于爐內(nèi)含有很多氧氣，當(dāng)廢氣濃度到達(dá)廢氣組份中***部分有機(jī)廢氣的爆炸極限時(shí)，就會(huì)有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。 因而，要時(shí)間監(jiān)測(cè)爐內(nèi) VOCs濃度， 在進(jìn)入催化氧化爐的廢氣管道上設(shè)備濃度稀釋設(shè)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(shí)主動(dòng)翻開閥門進(jìn)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(dǎo)致爐內(nèi)熱空氣壓力過***）。

 

3.整個(gè)催化燃燒處理設(shè)備起火爆炸及防范辦法整個(gè)催化燃燒處理設(shè)備起火爆炸多產(chǎn)生在只要一套吸附設(shè)備的體系中，因管道壁及設(shè)備內(nèi)會(huì)萃很多高濃度有機(jī)廢氣顆粒物，管道風(fēng)閥結(jié)束會(huì)議空隙過***，在脫附催化燃燒過程中沒有休止出產(chǎn)， 車間進(jìn)氣閥不能關(guān)閉，整個(gè)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(gè)體系起火爆炸。 針對(duì)上述狀況應(yīng)該采納如下辦法：設(shè)備高質(zhì)量風(fēng)閥，常常查看漏氣狀況，單套吸附的設(shè)備體系中在脫附催化燃燒過程中應(yīng)停產(chǎn)處理等。

 

三、催化燃燒法的全體安全辦法

 

運(yùn)用催化燃燒法應(yīng)嚴(yán)厲按工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行消防辦法處理，工程設(shè)備應(yīng)盡或許地放置在室外，而且按安全出產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求留足安全距離及設(shè)置安全防護(hù)欄和相關(guān)色彩，氣流走向，閥門開關(guān)方向，電源標(biāo)識(shí)，操作標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(jí)利益具有愈加寬廣的運(yùn)用前景，并將逐步成為******要的處理 VOCs 的辦法之一。 但咱們?cè)谶\(yùn)用催化燃燒法處理 VOCs 時(shí)，仍要時(shí)間留心或許引發(fā)的安全標(biāo)題，防微杜漸，從源頭上把風(fēng)險(xiǎn)處理掉。