催化燃燒法在VOCs管理運(yùn)用中的安全問(wèn)題及防范辦法

 

 

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、芳香烴、芳烴類、醛類、鹵代烴等，***要發(fā)作于制藥、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(lái)歷，環(huán)保部已將其列為細(xì)顆粒物之外***的空氣污染***惡[3]。跟著工業(yè)化進(jìn)程的加速，VOCs引起的健康與環(huán)境問(wèn)題引來(lái)越來(lái)越多的重視，VOCs的處理也已火燒眉毛。

 

 

一、催化燃燒法在VOCs管理中的重要方位

 

VOCs管理有較多辦法， 其管理辦法包含源頭減量、中心操控和結(jié)尾處理等[4]。現(xiàn)在，我***以結(jié)尾管理為主。結(jié)尾管理技能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]。收回性處理因其技能手法還不老練，本錢(qián)較高，現(xiàn)在沒(méi)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，發(fā)作二氧化碳和水[6]。該辦法本錢(qián)較低，運(yùn)用規(guī)模較廣，技能線路也比較老練。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, 終究生成二氧化碳和水，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管理中占有中心方位，因其分化氧化完全、管理效率高而得到廣泛運(yùn)用，其間催化燃燒法因無(wú)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)反響，其本質(zhì)機(jī)理為在有活性氧參加的條件下發(fā)作的深度氧化反響[7]。在反響過(guò)程中，參加催化劑能夠明顯下降反響所需的活化能，VOCs 富集在催化劑外表，在較低燃燒溫度下發(fā)作無(wú)焰燃燒，終究分化為二氧化碳和水，一起開(kāi)釋出很多的熱。其化學(xué)反響方程式如下：

 

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，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)牢靠安穩(wěn)、無(wú)二次污染等杰出長(zhǎng)處，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(jiàn)安全問(wèn)題及防范辦法

 

催化燃燒法處理VOCs的過(guò)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、催化氧化爐爆破問(wèn)題、整個(gè)催化燃燒管理設(shè)備起火爆破問(wèn)題。

 

1.活性碳起火現(xiàn)象及防范辦法

 

在前期的VOCs富集過(guò)程中， 因?yàn)榛钚蕴恐瘘c(diǎn)較低而脫附溫度過(guò)高，當(dāng)對(duì)吸附飽滿的活性炭進(jìn)行脫附處理時(shí)，會(huì)因?yàn)槊摳较潴w內(nèi)溫度過(guò)高導(dǎo)致活性炭著火。

 

處理該問(wèn)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)中止脫附程序；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.催化氧化爐爆破問(wèn)題及防范辦法

 

在處理高濃度VOCs 時(shí)，因?yàn)闋t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)廢氣的爆破極限時(shí)，就會(huì)有爆破的風(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破極限下。一起在催化氧化爐上添加壓力排氣閥，在壓力過(guò)高時(shí)主動(dòng)翻開(kāi)閥門(mén)進(jìn)行減壓排氣，以防爐內(nèi)溫度壓力過(guò)高引起爆破（因廢氣在熱氧化過(guò)程中敏捷開(kāi)釋很多熱能導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)熱空氣壓力過(guò)***）。

 

3.整個(gè)催化燃燒管理設(shè)備起火爆破及防范辦法

 

整個(gè)催化燃燒管理設(shè)備起火爆破多發(fā)作在只要一套吸附設(shè)備的體系中，因管道壁及設(shè)備內(nèi)集合很多高濃度有機(jī)廢氣顆粒物，管道風(fēng)閥結(jié)束會(huì)議空隙過(guò)***，在脫附催化燃燒過(guò)程中沒(méi)有中止出產(chǎn)， 車(chē)間進(jìn)氣閥不能封閉，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)體系起火爆破。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(guò)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)厲按工程技能標(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)要求留足安全間隔及設(shè)置安全防護(hù)欄和相關(guān)色彩，氣流走向，閥門(mén)開(kāi)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

 

跟著工業(yè)化與現(xiàn)代化的持續(xù)發(fā)展和不斷提高，VOCs引起的健康與環(huán)境問(wèn)題將引起越來(lái)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)長(zhǎng)處具有愈加寬廣的運(yùn)用遠(yuǎn)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)間留意或許引發(fā)的安全問(wèn)題，防微杜漸，從源頭上把風(fēng)險(xiǎn)處理掉。