VOCs治理催化燃燒法應用安全問題（tí）及防範措施

1.VOCs概述

VOCs（揮發性有機化合物（wù）） 是指在常壓下沸點在50-260 ℃、常溫下飽和蒸汽壓大於133.32Pa的有機化合物， 或者在常溫常壓下任何能揮發的有（yǒu）機液體和固體。VOCs類目（mù）複雜，主要包含烯烴、烷烴、醇類、芳（fāng）香烴、芳烴類、醛類、鹵代烴（tīng）等，主要產生於製藥、製（zhì）鞋、石油煉化和（hé）噴漆等行業。某些VOCs對臭（chòu）氧層有破壞作用，如含（hán）氫氯氟烴(HCFCls)和氯氟烴(CFCs)；VOCs也是形成霧霾的重要前物，是（shì）有毒有害氣體的重要來（lái）源，環保部已將其列為細顆粒物之外最大的空氣汙染（rǎn）元凶（xiōng）。隨著工業化進程的加（jiā）快，VOCs引起的健康與（yǔ）環境問題引來（lái）越來越（yuè）多的（de）關注，VOCs的處（chù）理也已（yǐ）迫在眉睫（jié）。

2.催化燃燒法在VOCs治（zhì）理中的重要（yào）地位

VOCs治理有較多（duō）措施， 其治理方法包括源頭減量（liàng）、中間控製和末端處理等。目前，我國以末端治理為主。末端治理技術一般分為破壞性處理和回收性處理。破（pò）壞性處理（lǐ）主要（yào）包括催化燃燒法和（hé）焚燒處理法。回收性處（chù）理包括（kuò）吸收法、冷凝法、吸（xī）附法和膜分離法等。回收性處理因其（qí）技術手段還不成熟，成（chéng）本較高，目前（qián）沒有大規模（mó）應用。焚（fén）燒法是直接將VOCs 通入焚燒（shāo）爐中，在爐內充分燃燒，產生二氧（yǎng）化碳和水。該方法成本較低，運用範（fàn）圍較廣，技術線路（lù）也（yě）比較成熟。催化燃（rán）燒法是（shì）在（zài）廢氣燃燒的時候加入某種催化劑，降（jiàng）低VOCs 的燃點, 使VOCs能夠充分燃燒, 最終生成二氧化碳和水，實現直排。當前常用催化劑種（zhǒng）類有Cu、Fe、Ti等非貴金屬與Pd、Au、Pt等貴金屬兩大類。焚燒（shāo）處理法和催化燃燒（shāo）法在VOCs治（zhì）理中占（zhàn）據核心地位（wèi），因其分解氧化徹底、治理效率高而得到廣泛（fàn）應用，其中催化燃（rán）燒法因無明火、節能、氧化溫度低而得到廣（guǎng）泛應（yīng）用。

催化燃燒（shāo）是一種涉及氣（qì）—固兩相的化學反應（yīng），其本質機理為在有活性氧參與的條（tiáo）件下發生的深度氧化反應。在反應過程中，加入（rù）催化劑可以顯（xiǎn）著（zhe）降低（dī）反應所需的活化能，VOCs 富集在催化劑表麵，在較低燃燒溫度下發生無焰燃燒，最（zuì）終分解為二氧化碳和水，同時釋放出大量的熱。其化學反應方程式如下：

CnHm+ (n+m/4) O2→n CO2+m/2 H2O +能量

在催化劑的作用下，VOCs 可以在（zài）較低溫（wēn）度下充分燃燒，生成二氧化碳和水，去除率（lǜ）高達（dá）90%。催化燃（rán）燒法具有能耗低、運行（háng）可靠穩定（dìng）、無二次汙染等突出優點，在（zài）歐美（měi）國家已得到廣泛推廣應用。在我國，催（cuī）化（huà）燃燒法也是處理VOCs的主（zhǔ）要方法，其（qí）應用比（bǐ）例約為55%。目前，催化燃燒法（fǎ）已經成為處理VOCs的主流。

3.催化燃燒法的常見安全問（wèn）題及防範措施

催（cuī）化燃燒法處理VOCs的過程中，存在（zài）如下幾（jǐ）種安全隱患：活性炭吸附—脫附—催化燃燒法中有（yǒu）活性碳起火的現象、催化氧化爐爆炸問題、整個催化燃燒治理裝置（zhì）起（qǐ）火（huǒ）爆炸問題。

（1）活性碳（tàn）起火的現象

活性碳起火（huǒ）現象及防範措施在前期的VOCs富集過程中，由於（yú）活性炭著火點較低而脫附溫度過高，當對吸附飽（bǎo）和（hé）的活性炭進行脫附處理時，會由於脫附箱體內溫度過（guò）高導致活性炭著火。

解（jiě）決該問題可以從（cóng）兩個方麵著手：一是采用著火（huǒ）點高的（de）活性炭；二是嚴格控製脫附溫度，使其遠低於活性炭（tàn）著火（huǒ）點。因此可采取如下措施：嚴格控製脫附溫度，選擇質量好的脫附溫度傳感器，盡（jìn）可能在活性炭吸附（fù）箱合適位置安裝兩個溫度傳感器；在PLC 編程中加入脫附（fù）溫度超（chāo）溫時停止脫附程序；同時要防患於未然（rán），在活性炭吸附箱上方增加消防水管（guǎn）並連結煙氣報警及（jí）自動噴淋（lín）裝置，以防意外失火。

（2）催化氧化爐爆炸問題

催化氧化爐爆炸問題（tí）及防範措施在處理高濃度VOCs時，由於爐內含有大（dà）量氧氣（qì），當廢氣濃度達到廢氣組份中大部分有機廢氣（qì）的（de）爆炸極限時，就（jiù）會有爆炸的危險。因此，要時刻監（jiān）測爐（lú）內VOCs 濃度，在進入催化氧化爐的廢氣管道上安（ān）裝濃度稀釋裝（zhuāng）置，將高濃度廢氣（qì）稀（xī）釋到爆炸極限下。同時在催化氧化爐上增加壓力排氣閥，在壓力過高時自動打開閥門進行減壓排氣，以防爐內溫度壓（yā）力過高引起爆炸（因廢氣在（zài）熱氧化過程中迅速釋放大量熱（rè）能導致爐內熱空氣壓力過大）。

（3）整個催化燃燒（shāo）治理裝置起火爆炸問（wèn）題

整個催化燃燒治理裝置起火爆炸多（duō）發生在隻（zhī）有一套吸附裝置的係統中，因管道壁及設備（bèi）內聚集大量高濃度有機廢氣顆粒物，管道風（fēng）閥閉會間隙過大，在脫附催化燃燒過（guò）程（chéng）中沒有停止生（shēng）產，車間進氣閥不能關閉，整個管路（lù）是全通的，此時脫附催化燃燒極（jí）可能（néng）在（zài）高溫作用下引（yǐn）起整個係統起火（huǒ）爆炸。針（zhēn）對上述情況應該采取如下措施：安（ān）裝高質（zhì）量風閥，經常檢查漏氣情況，單套吸附（fù）的裝置係統（tǒng）中在脫附催化燃燒過程中應停產處理等。

4.催（cuī）化燃（rán）燒（shāo）法的整體安全措施

使（shǐ）用（yòng）催化燃燒法（fǎ）應嚴格按工程技術規範進（jìn）行消防（fáng）措施處理，工程裝置（zhì）應盡可能地放置在室（shì）外，並且按安全生（shēng）產規範要求留足安全距離及設置安全防護欄和相（xiàng）關顏（yán）色，氣流走向，閥門開關方向，電（diàn）源標識，操作規範等安全警示措施。

隨著工業化與現代化的持續發展和不斷提升，VOCs引（yǐn）起的健康與環境（jìng）問題將引起越來越多的（de）關注，VOCs的處理也已迫在眉睫（jié）。催化燃燒因其催化效率（lǜ）高、能耗低等優（yōu）點具有更加廣闊的運用前景，並將逐漸成為主（zhǔ）要的處理VOCs 的（de）方法之一。但我們在使用催化燃燒法處理VOCs時，仍要時刻注意（yì）可能引發的安全問題，防微杜（dù）漸，從（cóng）源頭上把危險解決掉。