催化燃烧装置常见问题及预防措施

催化燃烧设备是处理废气的指引设备。催化燃烧是我国大气污染控制中应用广泛、效果优良的环保设备。在工业生产中，我们经常使用废气处理设备、催化燃烧活性炭吸附解吸装置。随着时代的发展和经济的发展，我国在废气治理方面取得了举世瞩目的成就。

一、催化燃烧在VOCs治理中的重要作用

控制VOCs的措施有很多，包括源头削减、中间控制和末端处理。目前，终端治理是我国的主要方式。终端处理技术一般分为破坏性处理和回收处理。破坏性处理主要包括催化燃烧和焚烧。回收处理包括吸收、冷凝、吸附和膜分离。由于其技术不成熟、成本高，目前还没有深受广泛的应用。焚烧法是将VOCs直接送入焚烧炉，在焚烧炉中充分燃烧，产生二氧化碳和水。该方法成本低，应用范围广，技术路线成熟。

催化燃烧法是添加一些催化剂来降低VOCs的着火点，使VOCs可以全部燃烧，并终产生二氧化碳和水，实现直接排放。目前常用的催化剂有铜、铁、钛和钯、金、铂等贵金属。焚烧法和催化燃烧法在VOCs处理中占有核心地位。由于它们具有全部的分解氧化和高的处理效率而被广泛使用。其中，催化燃烧设备因不开火、节能、氧化温度低而深受广泛应用。

催化燃烧是一种涉及气相和固相的化学反应。其主要机理是活性氧参与条件下的深氧化反应。在反应过程中，加入催化剂可以显著降低反应所需的活化能。VOCs在催化剂表面富集，在较低的燃烧温度下发生无焰燃烧。之后，VOCs分解为二氧化碳和水，同时释放大量的热量。化学反应方程式如下：

CnHm+（n+m/4）O2→n CO2+m/2h2o+能量

在催化剂的作用下，VOCs可在低温下充分燃烧生成二氧化碳和水，去除率高达90%。催化燃烧装置具有能耗低、运行优良稳定、无二次污染等突出优点。在我国，催化燃烧也是处理VOCs的主要方法，其应用比例约为55%。目前，催化燃烧设备已成为VOCs空气处理的主流。

二、催化燃烧装置常见问题及预防措施

在催化燃烧设备处理VOCs过程中，存在着活性炭着火、吸附脱附催化燃烧法、催化氧化炉爆炸、整个催化燃烧设备的着火和爆炸等几个隐患。

1、活性炭着火及预防措施：在VOCs的早期富集过程中，由于活性炭的着火点较低，导致脱附温度过高。当吸附饱和活性炭被解吸时，由于解吸箱内温度过高，活性炭会着火。解决这一问题的方法有两种：一是使用燃点高的活性炭；二是严格控制解吸温度，使其远远低于活性炭的燃点。因此，可以采取以下措施：严格控制解吸温度，选用质量好的解吸温度传感器，并尽可能在活性炭吸附箱的适当位置安装两个温度传感器；在PLC编程中，当解吸温度超过温度时，增加解吸程序；同时，在不可预见的情况下，在活性炭吸附箱上方增加消性能稳定管，并连接烟雾报警器和自动喷淋装置，防止意外火灾。

2、催化氧化炉爆炸问题及预防措施：在浓度较高VOCs的处理中，由于炉内有大量氧气，当废气中的废气浓度达到绝大多数废气的爆炸优良时，将存在爆炸的危险。因此，需要随时监测炉内VOCs浓度，并在进入催化氧化炉的废气管道上安装浓度稀释装置，使浓度较高废气稀释到爆炸优良。同时，在催化氧化炉上增加压力排气阀。当压力过高时，阀将自动打开减压排气，防止炉膛内温度过高和压力过高引起爆炸（由于在热氧化过程中大量释放热能，炉内的热风压力过高）。

3、整个催化燃烧装置的火灾爆炸及预防措施：整个催化燃烧装置的火灾爆炸大多发生在只有一套吸附装置的系统中。由于管壁和设备内聚集了大量浓度较高废气颗粒，管风阀关闭间隙过大，在解吸催化燃烧过程中没有停止生产，车间进风阀无法关闭，此时整个管道完整，解吸催化燃烧在高温下可能引起整个系统的火灾和爆炸。针对上述情况，应采取以下措施：在单套吸附装置系统中安装优良空气阀，经常检查漏气情况，并在解吸催化燃烧过程中停止生产和处理。