VOCs 废气处理设备用催化燃烧装置应用分析与研究

挥发性有机化物（VOCs）是指沸点在50~260℃之间，室温下饱和蒸汽压超过 133.3 Pa的易挥发性有机结合化合物，包括苯、甲苯、二甲苯等常规烃类化合物，硫氨有机分子化合物等[1]。有机废气处理在工业生产过程中产生的有机废气进行吸附、过滤、净化的处理工作。废气处理公司冷凝回收法：把有机废气直接导入冷凝器经吸附、吸收、解板、分离，可回收有价值的有机物，该法适用于有机废气浓度高、温度低、风量小的工况，需要附属冷冻设备，主要应用于制药、化工行业，印刷企业较少采用。废气处理设备有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。在有机废气处理时普遍采用的是有机废气活性炭吸附处理法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、等离子法等多种原理。有机工业废气容易与环境大气中的氮氧化物进行反应可以生成 O3 并形成具有光化学烟雾，会对我们人体心理健康发展产生一些有害因素影响，因此 VOCs 废气的处理问题受到了世界各国的高度社会重视，发达地区国家经济近年我国陆续通过颁布了相关的法令以限制 VOCs 的排放。

2017年VOCs的排放量已超过3100 万 t [2]，其来源主要有固定源与移动源2 种。移动源排放主要集中在汽车、轮船和飞机等以石油产品为燃料的交通工具的排放气。固定源的种类很多，主要为石油化工工艺过程和储存设备等的排出物及各种使用有机溶剂的场合，如喷漆、印刷、金属除油和脱脂、黏合剂、制药、塑料和橡胶加工等。全国各地对于 VOCs废气的排放有着严格的控制，陆续公布了A的VOCs 排放标准。常规处理 VOCs 废气采用前端回收技术或后端氧化分解2种方式，前者采用物理方法，在一定温度与压力下，通过冷凝、吸收剂、吸附剂或具有选择性的膜对VOCs进行分离；而氧化分解技术则是通过生化法，利用光、热、催化剂或微生物对VOCs进行氧化分解，并生成CO2与H2O。氧化分解VOCs的方法一般有直接燃烧法、蓄热式燃烧法、催化燃烧法等。其中，催化燃烧法的原理是通过使加热至一定温度的 VOCs废气与装置内的贵金属催化剂进行接触并发生催化氧化反应，将有机物氧化生成无害的 CO2与H2O，达到除去VOCs目的的一种设备与工艺。

1 催化燃烧装置介绍

催化燃烧控制装置是一种可以通过进行氧化反应催化剂对加热至一定环境温度的废气催化氧化，使其能够生成无害的 CO2 与 H2O 的工艺技术设备。与传统蓄热燃烧、直燃式热氧化炉相比，具有热耗低、处理方法效率高（95%）的特点。常用的催化燃烧装置需要根据不同氧化作为催化剂的最佳管理工作过程中温度（250~400 ℃），可实现中国低温氧化废气中的 VOCs，并大大节省时间处理企业废气的运行维护成本。

1.1 催化燃烧装置原理

催化材料燃烧控制装置的结构及处理工作流程设计如图 1 所示。含 VOCs 废气直接进入系统装置主要入口，经过滤器过滤后进入一个换热器室进行热交换，再进入燃烧器室对废气问题进行预加热（燃烧用氧气为废气中所使用含有的空气，也可通过旁路风阀补充以及空气），待加热至 350 ℃后由送风机将预热气体抽至催化剂室进行研究催化发生氧化。由于我国部分企业废气中含有硫、硅、磷等元素，会使贵金属作为催化剂中毒，因此预加热后的废气在中国进入社会催化剂室前需进行数据预处理。

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