摘 要：作為當前全球化的一個重大問題，環境問題是人們關（guān）注（zhù）的焦點。環境惡化將會對人類生存、社會發展帶來嚴重威脅。伴隨我（wǒ）國經濟水平的不斷提升，工業生產排放出了大量揮發（fā）性有機物（VOCs）廢氣，因其排放量大、成分複雜（zá）等因素（sù），將加重大氣汙（wū）染程度。為此，本文在深（shēn）入了（le）解（jiě）VOCs廢氣來源和危害的前提下，闡（chǎn）述了VOCs催化燃燒（shāo）機理，在此（cǐ）基礎上對化工企業含VOCs廢氣中催（cuī）化燃燒法的技術要點（diǎn）進行了分析（xī），並結合案例得出催化燃（rán）燒技術在VOCs廢氣處理中應用效果良好，以（yǐ）期能為有關方麵需要提供借鑒和參（cān）考。
　　關（guān）鍵詞：催化燃燒（shāo）法;VOCs廢（fèi）氣;危害
　　現階段，治（zhì）理VOCs廢氣途徑方麵，多集中（zhōng）於兩方（fāng）麵：一方麵加強源頭治理，采用新技術、新工藝（yì）來取代原有的傳統技術、工藝（yì），但受多種因素製約，目前很難達到目（mù）標;另一方麵加強末端治理，多采用催化燃燒法、吸附法、生物法等處理（lǐ）VOCs廢氣。催化燃燒法是一種高（gāo）效、清潔的有（yǒu）機廢氣處理工藝，其特點為處理效果好、能耗低、便於工業化應用（yòng）。
　　1 VOCs廢氣的來源和危害
　　自（zì）然（rán）源和人為源是VOCs的主（zhǔ）要（yào）來（lái）源，相比之下，自然源產生（shēng）VOCs的量更大（dà），但在汙（wū）染程度方麵，人為源的危害更甚。石油化（huà）工、電子組件、食品（pǐn）加工、紡織、尼龍化工等均是人為源（yuán）中VOCs產生的主要源頭（tóu）。
　　VOCs是否會危害人體健康或汙染環境，決定因（yīn）素在於VOCs自身化學性（xìng）質與排放源。在有（yǒu）毒的非鹵代化合物內，苯、甲苯、丙烯等引起了廣泛重視。如甲苯被認（rèn）為是一種高汙染（rǎn）物。若（ruò）人（rén）們（men）長期處於低濃度揮發性有機化合物環境下，將會導致心緒混亂、身（shēn）體虛弱、惡心、記憶力下降等。若濃（nóng）度較高，則會意識模糊，甚至死亡。此類揮發性有機物因其具有在生物體內累積、劇毒（dú）、抗退化等特性，已被看做是有毒（dú）化合物。一直以來，人類可通過呼吸、飲水（shuǐ）、遊（yóu）泳等方式與有機化合物長期接觸，若（ruò）無（wú）法很好地（dì）治理（lǐ）VOCs廢氣，將會對環境和人類健康造成（chéng）嚴重威脅。
　　2 VOCs催化燃燒機理
　　催化燃燒法是指在（zài）催（cuī）化劑的作用下，可深度（dù）催（cuī）化廢（fèi）氣內的有機（jī）物進行氧（yǎng）化，最終可全部轉化為（wéi）無機氧化物，如二氧化碳（tàn）、水等，此過（guò）程屬於一個不可逆的過程。催化（huà）劑的合理使用，可大幅降低氧化反應的活化（huà）能，在有機化（huà）合物廢氣處理中，與熱力學燃燒法相比（bǐ），催化燃燒法的反（fǎn）應溫度更低，一（yī）般在溫度250～400℃之間，利（lì）用（yòng）催化劑大多數有機化合物盡可快速被全部氧化，具有極高的反應速率，基本不會出現二次汙染，去除VOCs率高（gāo），可視為（wéi）一種高（gāo）效、節能的廢氣（qì）處理方法。
　　3 催化燃燒技術要點
　　3.1 催化燃燒裝置安（ān）全性預防
　　采用催化燃（rán）燒法處理化工VOCs廢氣時，在燃燒室內催化燃燒裝置可通過明火預熱（rè）廢氣。結合多年工作經驗（yàn），筆者認為可采取以下措（cuò）施，第一，必須在LEL（爆炸下限）25%以內控（kòng）製VOCs廢氣含（hán）量，避免出現爆炸等事故。第二，為防（fáng）止回火，在管道尺寸設計時，保證回火速度始終低於廢氣最低流速，也可（kě）將減壓閥設於前期管道主路（lù）上，保（bǎo）證進氣壓力始終在下遊氣體壓力（lì）之上。第三，合理（lǐ）選擇回火防止器、稀釋空氣等。第四，安設輕、重故障報警（jǐng）或安全聯鎖控製係統，若有回火（huǒ）問題出現，可通過蜂鳴器發出（chū）指示警報。
　　3.2 催化燃燒裝置（zhì）運行參數
　　最大處理風量直（zhí）接（jiē）決（jué）定催化氧化裝置的大小，通常情況下，可在30000m3/h標準狀（zhuàng）態下設置最（zuì）大處理（lǐ）風量，應按照VOCs廢氣處理質量濃度與成分，合理選擇催化劑的類型與用（yòng）量。按照以往經驗來看，350℃為催化劑氧化處理中最適宜的溫度，因此，針對廢氣可選擇燃燒室進（jìn）行預加熱處理。為避免因溫度高低變化過大而出現（xiàn）工況溫度異常問題（tí），可向編（biān）程邏輯控（kòng）製器（PLC）傳送熱（rè）電偶信號，為準確監（jiān）測（cè）及讀（dú）數提供方便，此外，可需設置溫度警報裝置，防止因（yīn）溫度過高燒（shāo）焦催化劑或溫度過低情況（kuàng）下催化劑（jì）處理活性不足。一（yī）般可采用液化天然（rán）氣（LNG）、液化石油氣（LPG）及電加（jiā）熱等方式加熱廢氣。在確定燃氣（qì）用量時，需充分考慮燃料熱值、廢（fèi）氣處理風量、入口溫度等各項參數，做好熱量衡算（suàn）。結（jié）合大量研究證（zhèng）明，當VOCs質量濃（nóng）度達到2000mg/m3以上時，其產生的熱量可達到燃氣（qì）外加的熱能要求。在熱量衡算中必須考慮此部分（fèn）熱量，防（fáng）止溫（wēn）度過高會燒毀催化劑。
　　3.3 催化劑的選擇與使用
　　一般（bān）多采用鉑（bó）（Pt）貴金屬型材料作為（wéi）催化燃燒裝置的氧化催化劑，其基本上以粉末狀、蜂窩狀呈現。根據使（shǐ）用說明5年為催化劑的使用期限，當然，還需對（duì）待處理氣體的濃度、成分來確定最終使用（yòng）期限。若催化劑已達到使用年限可再（zài）生處理，這就說明其具有（yǒu）可循環使用性。除此之外，在氧化催化劑選擇時，還要先確定廢氣處理的風量、組份、濃（nóng）度等，原因在於催化劑類（lèi）型選擇由組份所決定，而風量、濃度則直接（jiē）決定催化劑的（de）用（yòng）量，為此，必須將所（suǒ）得結果（guǒ）作（zuò）為參（cān）考依據。
　　4 案例分析
　　某化（huà）工企業（yè）在（zài）生產過程中會向（xiàng）大氣排（pái）放大量VOCs廢氣，據實地調查（chá）結果顯示，該企業廢氣排放采用兩種（zhǒng）形式，即集中式（shì）排放與無組織排放（fàng）。其中集中式排放廢氣流量小，但（dàn）具有較高汙（wū）染物濃（nóng）度，因此治理起來（lái）較為困難。而無組（zǔ）織廢氣的廢氣汙染物濃度很低，但卻（què）具有較大捕集（jí）風量。經分析可見，該企業廢氣的主要成分為丙二醇、丙烯醛等揮發性有機物。
　　4.1 工（gōng）藝流程
　　根據當前企業廢氣產汙情況，並與以往經驗結合，筆者認為可分5個階段（duàn）完成催（cuī）化燃燒處理含VOCs廢氣的工藝流（liú）程，具（jù）體如下：
　　1）通（tōng）過阻火除塵器過濾（lǜ）廢氣，後進（jìn）入熱交換裝（zhuāng）置（zhì），經催化反應，高溫氣體便可進行能量間接交換，在該環節將再次提升廢氣溫（wēn）度。2）氣體溫度升到一定值後，將進入預（yù）熱室，將（jiāng）會第（dì）二次提（tí）升氣體溫度。3）氣體開始第一級催化反應，該環節（jiē）在低（dī）溫條件下部分有機廢氣將被分解（jiě），並有能量釋放出（chū）來，此（cǐ）時，可直接加（jiā）熱廢氣，保證廢氣溫度滿足催化反應溫度需（xū）求。4）通過溫度（dù）檢測係統檢（jiǎn）測廢氣（qì）溫度滿足要求後，便可進入催化反應室，徹底分解有機氣體，並（bìng）有大量廢氣熱量釋放。5）氣體淨化之後，可利用熱交換（huàn）器把熱能向冷氣流轉換，待溫度降低到指（zhǐ）定值（zhí）便可通過（guò）引風機（jī）排空（kōng）。
　　4.2 主要技術（shù）參數
　　按照當前企業廢氣收集係統情況，可將1000m3/h設為催化燃燒裝置的廢氣處（chù）理能力，預熱溫度設計範圍（wéi）為（wéi）250～300℃，42kW為加（jiā）熱功率，400～500℃為氧化分解（jiě）溫度，5.5kW為風機功率，47.5KW為設備總功率。
　　4.3 應用效果
　　通過（guò）對裝置進出口尾氣的檢（jiǎn）測可知，催化氧化技術的應用，可將廢氣（qì）內揮（huī）發（fā）性有機物有效去（qù）除，結果為：（1）處理前進口尾氣（qì）檢測結果為（wéi）丙烯醛排放濃度平均值為17mg/m3，處理後丙烯（xī）醛排放（fàng）濃度平均值為0.83mg/m3，去除率（lǜ）達（dá）到94.9%;（2）處理前進口尾氣非甲烷總烴排放平均（jun1）值（zhí）為37.1mg/m3，處理後非甲烷總烴排放濃度平均（jun1）值（zhí）為2.36mg/m3，去除率為93.2%;均符合《化學工業揮發性有機物排放標準》要求。
　　5 結束語
　　綜（zōng）上所述（shù），在化工企業（yè）生產過程中，不可避免地會產生大量揮發（fā）性有機物（wù）廢（fèi）氣VOCs，這些廢氣若未經處理直接排空，將會產生嚴重的惡臭汙染，且（qiě）會對人體健康與生態平衡造成嚴（yán）重危害（hài）。催化燃燒技術在廢氣處理中去除VOCs率高，是一種高效、節能的廢氣處理方法，因此（cǐ）在化（huà）工企業含VOCs廢氣處理中（zhōng）得（dé）到了廣泛的（de）應用。
　　參考文獻
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