溫（wēn）故知新！13個關於VOCs催化燃燒基本原理、應用

溫故知新！13個關於VOCs催化燃燒基本原理（lǐ）、應用及常見問（wèn）題知識

催化燃燒技術作為VOCs廢氣處理工藝之一，因為其淨（jìng）化率高（gāo），燃燒溫（wēn）度低（一般低於（yú）350℃），燃燒沒（méi）有（yǒu）明（míng）火，不（bú）會有NOx等二（èr）次汙染物的生成，安全節能環（huán）保等特點，在環保市場應用有了很好的發展前（qián）景。催化劑作為催化燃燒係統的關鍵技術環節（jiē），催化（huà）劑的合成技術及應用規則就顯得（dé）尤為重要。
催化燃燒設備

1.催（cuī）化燃燒反應原（yuán）理

催化燃燒反應原理是有機廢氣在較低溫度下在催化劑（jì）的作用下被完全氧化和分解（jiě），達到淨化氣體目的。催化燃燒是典型的（de）氣固相催化反應，其原理是（shì）活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低反應的活化能，同時使反應物（wù）分子富集在催化（huà）劑表麵上以（yǐ）提高反應速（sù）率。借助於催化劑，有機廢氣可以在較低的起燃溫度下無焰燃燒並（bìng）且在釋放大量熱量，同時氧化分解成CO2和H2O。

2.什麽是低溫催化劑

低溫催化劑性能（néng）指標：起燃溫度≤200℃，氧化轉化效率≥95%，孔密（mì）度200-400cpsi，抗壓強度≥8MPa。

3.VOCs催化劑在催化燃燒係統中的作用與影響

通常VOCs的自燃燒溫度較高，通過催化劑的活（huó）化，可降低VOCs燃燒的活化能（néng），從而降低起燃溫度，減少能耗，節約成本。另外：一般（無催化劑存在）的（de）燃燒溫度（dù）都（dōu）會在600℃以上，這樣（yàng）的燃（rán）燒會產生氮氧化（huà）物，就是常說的NOx,這（zhè）也是要（yào）嚴格控製的汙（wū）染物。催化燃燒是沒有明火的燃燒，一般低於350℃，不（bú）會（huì）有（yǒu）NOx生成（chéng），因此更為安全和環保。

4.什麽（me）是空速？影（yǐng）響空速的因素有哪些

在VOCs催化燃（rán）燒係統中，反應空速（sù）通常指體積空速（GHSV），體現出催化劑（jì）的（de）處理能力:反應空速是（shì）指規定的條件下，單位時間單位體（tǐ）積催化劑處理的氣體量，單位為m3/(m3催化劑•h)，可簡化為h-1。例如產品（pǐn）標注空速30000h-1：代表每立方（fāng）催化劑每小時能處理30000m3廢氣。空速（sù）體現出催化劑的VOCs處理能力，因此和催化（huà）劑的性能息息相（xiàng）關。

5.貴金（jīn）屬負載量（liàng）與空速的關（guān）係，貴金屬含量是越高越好嗎？

貴金屬催化劑的性能（néng）與（yǔ）貴金屬的含量、顆粒大小（xiǎo）和分散度相關（guān）。理想狀態下，貴金（jīn）屬高度分散，此時的貴金屬以極小的顆粒（lì）（幾個納米）存在於載體（tǐ）上，貴金屬得到大程度的利用，此時催化劑（jì）的處理能力與貴（guì）金（jīn）屬含（hán）量成正相關（guān）。然而當貴金屬含量高到一定程度後，金屬顆（kē）粒容易（yì）聚集長大成為較（jiào）大的顆粒，貴（guì）金屬與（yǔ）VOCs的接觸麵反倒下降，大部分貴金屬被包在內部，此時增加貴金屬含量反而（ér）不利於催化劑活性的提高。

6.氣體燃燒後，氣（qì）體體積膨脹對空速的影響

穩定運行狀態（tài）下，氣體體積膨脹對空速影響不大（dà），因為一般而言VOCs含量不高，僅僅這部分氣（qì）體的膨脹（zhàng），體（tǐ）積流量的增加很（hěn）少。

7.納米級催（cuī）化劑的優勢
納（nà）米催化劑是指催化劑的有效成分（比如貴金屬）以納米的尺度分散在載體上，催化劑的有效（xiào）成（chéng）分盡可能多地暴（bào）露在氣（qì）體中，使兩者的接觸機會大大增加，這樣的催化劑一般性能更為優越。

8.起燃溫度和完全轉化（huà）溫度的定義，以及與廢氣濃度的（de）關係

起燃溫度（dù）：淨化率（lǜ）達（dá）到10%所需要的溫度完全轉換溫度：淨化率（lǜ）>98%所需要的溫度催化燃燒一經點起燃（rán）將在很短時間內達到高溫，而廢氣的濃度達到一定程度（dù）後，其反應放熱可實現自熱催（cuī）化（huà）反應。

9.催化劑的堆碼方式

在壓降允許的範圍內，催（cuī）化劑應按照“高瘦型”方式堆放，高徑比應大於1.5。否（fǒu）則靠器壁（bì）的（de）催化（huà）劑的利用（yòng）率會較低，影響整體催化劑床層的催化效果。孔道與氣體流向一致，保持一定孔（kǒng）道長度，各段催化塊應錯開擺放，四邊與反應器爐壁接觸部位（wèi）應采用鋼骨（gǔ）架折邊或采用耐高溫材料密封防止廢氣漏（lòu）通。

10.廢氣預處理可延長催化劑和催化燃燒設備的壽命原因分析

廢氣（qì）可能含有一些對催化劑有害成分，如果已知有這樣的化學物（wù）質存在，則要對廢（fèi）氣做預處理，否則（zé）這些（xiē）有害成分會對催化劑的壽命產生很大影響。廢氣應經過預處理（lǐ）（除塵（chén）除油除濕）再通入催化倉。灰塵、積碳及高沸粘（zhān）性物附著於催化劑表麵，覆蓋催化劑活性位點，會（huì）導致催化劑催化作用，因此，應盡（jìn）量避免灰塵及（jí）高沸粘性（xìng）物的（de）引入。較高濕度環境中，水蒸氣和油霧漆霧在高溫下容易（yì）與催化劑發生作用，造成催化劑燒（shāo）結失活，因此應盡量減少水蒸氣和油霧漆霧進入催（cuī）化劑床（chuáng）層。

11.催化燃燒係統廢氣濃度控製的重要性

合適的廢氣濃度可以保（bǎo）證催化燃燒係統安全高效的處理（lǐ）廢氣，同時有利（lì）於延長（zhǎng）設備和催化劑的使用（yòng）壽命。濃度過低：大量的能量用於加熱空氣，能耗高，反應放熱不足以維持係統的自熱燃燒，這種工況建議對廢（fèi）氣進行濃縮。濃（nóng）度過高：燃爆風險；溫升過高，燃燒溫度過高（長時（shí）間高（gāo）於600度），對設（shè）備和催化劑都有傷害，這種工況建議加新風稀（xī）釋廢氣至爆炸下限以下。