摘 要：催化燃燒影響廢氣處理效果的主要因（yīn）素包括催化劑性能、吸附脫附效果和催化爐的效率，作為中低濃度大風量有機廢氣的處理方法，要根據實際情況，對於不同類（lèi）型的廢氣組份采用不同的催化劑配比，這（zhè）是（shì）利用催化燃燒技術徹底解（jiě）決（jué）汙染物分子分解的關鍵。根據性能和經濟型匹配的原則，為（wéi）市場提供合理的高效吸附劑，改進優化催化氧化爐（lú）裝置和自動化控製，有效降低能耗和提（tí）升催化氧化爐的可靠（kào）性和安全性。
　　關鍵詞：催化燃燒;催化劑;吸脫附;催化燃燒爐
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.026
　　 蓄熱式催化燃燒法通（tōng）常（cháng）簡稱催化燃燒或RCO。對VOCS分子的吸附，脫附後提高了反應物的濃度，利用化學催化劑，使有（yǒu）機廢氣在較低的起（qǐ）燃（rán）溫度250-300℃情況下，有機廢氣發生無氧燃燒，分（fèn）解成CO2和H2O，同時可以釋放出大量熱（rè）量，因此反應（yīng）過程中能耗較小，一般情況下（xià）達到起（qǐ）燃溫度後無再需外界供熱（rè），在催化（huà）劑的作用下，催化氧化階段降（jiàng）低反應的活化能，提高了反（fǎn）應的速率。
　　1 催化劑選型和配（pèi）製
　　 決定RCO係統性能是否優良的關鍵是催化（huà）劑，一般采用金屬載體和陶瓷載體催化劑，貴金屬或過渡金屬（shǔ）催化（huà）劑通常負載在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上，由於在250-350℃的低溫燃燒（shāo），既降低了燃（rán）料消耗，也降低了催化設備（bèi）的造價。由於催化劑（jì）有一定的使用限期，催化劑的（de）活性可以分為誘導活化、穩定、衰（shuāi）老失活三個階（jiē）段，使用（yòng）壽命一般在2年（nián）以上。催化劑需要有較好的穩定性，這直接關係到催化劑的使用效果和更換周（zhōu）期。催化劑的穩定性取決於其（qí）耐高溫、抗中毒的能力，由於（yú）有機廢氣（qì）的催（cuī）化燃燒環境差別很大，廢氣的（de）濃度、流量、成分、濕度等（děng）往往不穩定，因此，要求催化劑具有較寬的環境條件適應性，催化燃燒空（kōng）速較大，氣流對催化劑的衝擊力較強，床層溫度會升降（jiàng）頻繁，造成（chéng）熱（rè）脹冷縮，催化劑載體需要有較好的機械強度，還需要有良好的（de）抗熱脹冷縮性能。
　　 陶瓷材料通常為（wéi）矽-鋁氧化物，陶瓷載（zǎi）體結構有顆粒狀及蜂窩狀兩大類（lèi），顆粒狀載體壓降大以及（jí）互相之間（jiān）的表麵摩擦，造成活性組分會磨耗損失。蜂（fēng）窩載體具有（yǒu）較高的比表麵（miàn）積，壓力（lì）降（jiàng）也會比片狀顆粒和柱狀（zhuàng）顆粒低，機械強度高而且（qiě）耐磨、耐（nài）熱衝刷。金（jīn）屬載體一般製成蓬鬆絲網或帶狀絲網，然後將催化劑活性組分沉積在金屬載體上，金屬載體催化劑導熱性能好、機械強度高。
　　2 吸附脫附裝置的設計
　　 催（cuī）化燃燒法廢氣（qì）的吸附通常采用原位再生工藝，使用固定床吸附器。吸附劑可以循（xún）環進（jìn）行再生，吸附器采用一（yī）主一備、一主多備或者（zhě）多（duō）主一備的配置方式，吸附器的備用數量需（xū）要根（gēn）據所設計（jì）的單個吸附器有（yǒu）效吸附時間和循環再生（shēng）周期來確定。利用空氣（qì）、惰性氣體或煙氣的熱氣流脫（tuō）附，濃縮（suō）再生後的高濃度廢氣采用催化燃燒工藝進行分（fèn）解淨化。熱氣（qì）流（liú）吹掃再（zài）生（shēng）後產生的高濃度廢氣，分解淨化的同時（shí）可以回收熱量，利用燃（rán）燒後所產生的熱量，進行吸附劑的再生，可以有效降低成本。
　　 在吸附和脫（tuō）附再生過程中，吸附器（qì）內的溫（wēn）度在不斷地發生變化，對於較高（gāo）濃度氣體的吸附，吸附放（fàng）熱導致床層的溫升明顯。在吸附劑（jì）的再生過程中（zhōng），使用熱氣流吹掃再生或者高溫水蒸氣置換再生時，要求對吸附器的溫度進（jìn）行監控。催化燃燒器的加熱（rè）室和反應（yīng）室內部應裝設具有自動報（bào）警功能的多點溫度檢測裝置。
　　 目前，普遍采（cǎi）用顆粒活性（xìng）炭和顆粒分子篩（shāi）作為（wéi）吸附劑，用熱氣流吹掃方式再生，要求顆粒活性炭的性能應滿足（zú）相關吸附劑的標準（zhǔn）要求，對於分子（zǐ）篩，目前也沒有產品的標準，根據一些相關產品的分析，規定其BET比表麵積應不低於350m2/g，可以達（dá）到處理廢氣的要求。蜂窩活性炭在（zài）催化燃燒廢氣處理裝置中用的較多，主要是采用熱氣流吹掃再生，其比表麵（miàn）積不低於750m2/g，橫向強度不低於0.3MPa，縱向強度不低於0.8MPa，能夠滿足要求（qiú）。
　　3 催化爐的設計
　　 催化燃燒是一種氣-固相催化反應，實質是有活性氧參與的深度催化氧化作用。催化燃燒室設計通常采用電加熱和天然氣燃燒加熱的（de）方（fāng）式，電加熱催化爐簡稱電爐，由外殼和內膽組成，內外（wài）膽之間裝有隔溫材料。內膽包括預熱室和催化室，預熱室采用耐高（gāo）溫電熱管加熱，起燃溫（wēn）度250℃，屬於低溫無焰燃燒。催化室填充具有吸附作用的蜂窩陶瓷催化層，使反應（yīng）物富集於催化劑表麵，大大降低（dī）了反應的活化能，有效提高了反應速（sù）率和淨化效率，催化燃燒氧（yǎng）化淨化率高達97%以上（shàng）。
　　 催化爐還要設備配（pèi）有前置阻火除塵係統（tǒng），頂部設有（yǒu）防爆泄壓係統，內置熱電（diàn）偶探頭和超溫報（bào）警係統及操作自控係統，係統能夠手自切換控製，確（què）保使用（yòng）安全（quán）可（kě）靠。有機廢氣的濃度（dù）必須控製（zhì）在相應（yīng）有機物（wù）爆炸極（jí）限的25%以下，當有機廢氣濃度（dù）有可能超過此值時，應安裝野風閥將其衝淡到安全值。因此在設計中應采（cǎi）用靈敏可靠的溫度（dù）、濃度測（cè）定裝置，以隨時進行（háng）人工或自動調節。
　　4 結論
　　 催化燃（rán）燒在設計過程中重點需要解決3個核（hé）心問題，包括催化燃（rán）燒（shāo）技術（shù）的催（cuī）化劑研（yán）製、實驗和應用，高（gāo）性能吸附劑的選型和經濟效益（yì）分析，高效催化氧化爐裝置的（de）設計（jì）與分析。通過調研（yán）、實驗和工（gōng）程實例（lì）應用，獲得催化燃燒技術處理（lǐ）工業廢氣的（de）最佳組合流程，提高廢（fèi）氣處理效率，成為催化（huà）燃燒應用的改進性技術。
　　參考文獻：
　　[1]寧星傑（jié）.含氯有機廢氣催化燃燒的釩基催化劑研（yán）究[D].2014.
　　[2]芮澤寶，紀紅兵.有（yǒu）機廢氣（qì）催化燃燒過程中（zhōng）多尺度效應和催化劑設計[J].化工學報，2018，69（01）.
　　[3]夏（xià）世斌，餘曉（xiǎo）寧，張（zhāng）揚等.塗裝車間作業場所VOCs定量分析（xī）[J].北京：中國科技論文在線（xiàn），2009（07）.
　　[4]黃華存，張小（xiǎo）平.活性炭纖維吸附低（dī）濃度甲苯廢氣吸附等溫方程的研究[J].石油（yóu）煉製與（yǔ）化工，2015，36（07）.