一、催化燃燒設(shè)備原理
含VOCs廢氣進(jìn)入裝置入口，經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入換熱器室進(jìn)行熱交換，再進(jìn)入燃燒器室對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)加熱(燃燒用氧氣為廢氣中所含有的空氣，也可通過旁路風(fēng)閥補(bǔ)充空氣)，待加熱至350℃后由送風(fēng)機(jī)將預(yù)熱氣體抽至催化劑室進(jìn)行催化。由于部分廢氣中含有硫、硅、磷等元素，會(huì)使貴金屬催化劑中毒，因此預(yù)加熱后的廢氣在進(jìn)入催化劑室前需進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)處理后的廢氣進(jìn)入催化劑室并與催化劑接觸時(shí)，催化劑將廢氣中的VOCs成CO2和H2O。催化燃燒設(shè)備處理后的氣體將被送入一次換熱器，與從入口來的廢氣進(jìn)行熱交換，達(dá)到節(jié)約熱源的目的。風(fēng)機(jī)采用以實(shí)際報(bào)告為主型號(hào)，放置于設(shè)備本體下游部分，目的在于使上游路徑形成負(fù)壓，防止氣體泄漏。
裝置排氣口預(yù)設(shè)取樣孔，用于對(duì)處理后的廢氣進(jìn)行成分檢測(cè)。
2催化燃燒設(shè)備性預(yù)防
由于催化燃燒設(shè)備在燃燒室中采用明火對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)熱，因此需考慮廢氣的相關(guān)措施:(1)廢氣中VOCs含量需控制在LEL(爆炸下卜即的25%以下，以防止爆炸或火災(zāi)。(2)回火控制:為防止回火，在設(shè)計(jì)管道尺寸時(shí)應(yīng)使廢氣的較低流速始終大于回火速度，或在前期管道主路設(shè)置減壓閥，使進(jìn)氣壓力始終高于下游氣體壓力。(3)其他措施:采用回火防止器、稀釋空氣等方法。(4)設(shè)置輕故障或重故障警報(bào)及聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，當(dāng)有回火情況發(fā)生時(shí)，蜂鳴器將發(fā)出警報(bào)指示。
3催化燃燒設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)
催化燃燒廢氣處理技術(shù)是20世紀(jì)40年代末出現(xiàn)的。從1949年美國(guó)研制出世界上一套催化燃燒設(shè)備到現(xiàn)在，該技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于油漆、橡膠、塑料、樹脂、皮革、食品和鑄造等，也用于汽車尾氣凈化等方面。在1973年開始將催化燃燒法用于治理漆包線烘干爐排出的廢氣，隨后又在絕緣材料、印刷工業(yè)等方面進(jìn)行了研究，使催化燃燒法了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間來的發(fā)展與改良，催化燃燒設(shè)備具有其的優(yōu)點(diǎn):(1)可處理絕大多數(shù)VOCs廢氣;(2)可將化合物成的CO2氣體與H2O;(3)達(dá)以上，無需作后續(xù)處理;(4)可在低溫(200~400℃)下對(duì)VOCs進(jìn)行，燃料消耗量低(節(jié)靜;(5)催化劑使用壽命長(zhǎng)，可根據(jù)入口氣體的風(fēng)量與VOCs含量推斷催化劑的使用時(shí)間，且催化劑可進(jìn)行利用;(6)設(shè)備內(nèi)為負(fù)壓結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)設(shè)置在設(shè)備內(nèi)部下游)，可防止臭氣滲漏;(7)具有高度性，能在低溫下進(jìn)行反應(yīng)，無粉塵爆炸的危險(xiǎn);(8)處理效率在以上(除臭）。
催化燃燒設(shè)備的缺點(diǎn):(1)對(duì)于較大風(fēng)量且低VOCs質(zhì)量濃度廢氣而言，處理費(fèi)用相對(duì)過高，可協(xié)同沸石滾輪濃縮設(shè)備進(jìn)行廢氣濃縮后再作催化處理;(2)用于處理VOCs的用催化劑當(dāng)遇見硫、磷、硅等物質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生催化劑中毒現(xiàn)象，因此需要設(shè)置預(yù)處理步驟。
4催化燃燒設(shè)備運(yùn)行參數(shù)催化裝置的大小由較大處理風(fēng)量來決定，一般較大處理風(fēng)量可達(dá)到30000m3/h(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下同)，根據(jù)處理廢氣中VOCs的質(zhì)量濃度與成分對(duì)催化劑種類與用量進(jìn)行選擇。由于催化劑處理的較合適溫度在350℃左右，因此需通過燃燒室對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)加熱。為防止溫度過高或過低導(dǎo)致工況溫度異常，可將熱電偶信號(hào)輸送至可編程邏輯控制器((PLC)控制盤面板以便于監(jiān)測(cè)與讀數(shù)，并設(shè)置溫度警報(bào)以防高溫下催化劑燒焦或低溫下催化劑處理活性過低的現(xiàn)象發(fā)生。燃燒器用加熱燃料通常采用液化自然生長(zhǎng)氣(GDIC3)或液化石油氣(LPC3)，如果部分廠區(qū)因消防原因無上述燃料供應(yīng)，也可采用電加熱的方式進(jìn)行廢氣加熱。根據(jù)燃料不同熱值與所處理廢氣的風(fēng)量大小、入口溫度等參數(shù)進(jìn)行熱量衡算，確認(rèn)燃?xì)獾挠昧俊Ｓ捎谒幚淼膹U氣中含有VOCs成分，其本身在燃燒過程中也能提供的熱量，經(jīng)驗(yàn)上認(rèn)為當(dāng)VOCs質(zhì)量濃度達(dá)到2000m留m3左右時(shí)所產(chǎn)生的熱量可以滿足燃?xì)馔饧拥臒崮苄枨蟆Ｔ摬糠譄崃靠紤]在熱量衡算中，以免溫度過高導(dǎo)致催化劑被燒毀的現(xiàn)象發(fā)生。綜上所述，廢氣流量、燃?xì)饬髁俊⑷肟诔隹跍囟燃叭紵覝囟染鶠樾枰O(jiān)控的運(yùn)行參數(shù)。
5催化劑選擇與使用
催化燃燒設(shè)備采用的催化劑多為鉑((Pty貴金屬型材料，其較佳使用溫度在350℃左右，形狀大多為粉末狀或蜂窩狀。一般催化劑的使用期限在5年左右，這需要根據(jù)待處理 氣體的濃度與成分而定。
可對(duì)達(dá)到使用年限的催化劑進(jìn)行處理，后的催化劑可循環(huán)使用。此外，在選擇催化劑前需要對(duì)處理廢氣的風(fēng)量、組分與濃度進(jìn)行相關(guān)確認(rèn)。組分決定催化劑的種類，風(fēng)量與濃度決定催化劑的用量。
6處理效率
催化燃燒處理裝置的效率在較適合溫度(350℃左右)下可達(dá)到以上，入口廢氣的濃度不同處理效率有所不同，濃度越高處理效率越高。影響處理效率的因素包括:(1)催化劑中毒(含有硫、磷、硅等的化合物;(2)溫度過低，催化劑活性不足。
當(dāng)處理廢氣中含有容易使催化劑中毒的物質(zhì)時(shí)，可在催化劑室前設(shè)置前處理設(shè)備，即增加前處理催化劑。工程中常采用蜂窩狀的陶瓷類前處理劑來去除硫等物質(zhì)。同樣，廢氣的組成不同，前處理劑的選擇也不同。此外，當(dāng)溫度過低時(shí)，催化劑對(duì)廢氣中VACS的效率會(huì)大幅減弱，因此需要在裝置中設(shè)置熱電偶及傳感器，使即時(shí)溫度能及時(shí)在PLC盤柜屏中，并設(shè)置低溫輕故障警報(bào)，當(dāng)溫度過低時(shí)自動(dòng)點(diǎn)燃燃燒加熱器進(jìn)行升溫。
二、催化燃燒裝置的工作過程
催化燃燒裝置采用RCO工藝凈化廢氣，可同時(shí)除掉多種污染物，具有工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備緊湊、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分而組成，其凈化原理是：未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至到燃燒室，在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度，反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由高空煙囪排入大氣當(dāng)中。
吸附催化燃燒設(shè)備可以處理所有的烴類廢氣及惡臭氣體。同時(shí)可以普遍應(yīng)用于石油化工、輕工、塑料、印刷、涂料、噴漆房、橡膠廠、皮革廠、瀝青廠、服裝廠等行業(yè)排放的常見污染物。活性炭脫附溫度穩(wěn)定在300~350℃，溫度過低，影響脫附的效果，溫度達(dá)到350℃之上則會(huì)引起活性炭自燃。不能處理潮濕及高溫的廢氣，因?yàn)榛钚蕴恐荒苓M(jìn)行常溫吸附。
詳細(xì)介紹一下催化燃燒裝置的工作過程：
一、間隔2分鐘開啟一組，當(dāng)催化燃燒設(shè)備溫度加熱到200攝氏度時(shí)，脫附風(fēng)機(jī)打開，將熱空氣向吸附箱吹送，熱空氣起先輸送到混流箱，進(jìn)行空氣中和，但熱空氣在混流箱內(nèi)溫度達(dá)到特定溫度時(shí)。
二、與催化劑反應(yīng)生成CO2和H2O，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱量。這時(shí)候加熱管會(huì)根據(jù)室內(nèi)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)關(guān)閉一組或幾組加熱管，節(jié)約能源，催化劑表面都有陶瓷蓄熱體，能的鎖住熱量，降低能耗。
三、空氣通過下端的輸送管輸送到活性炭的吸附室內(nèi)，對(duì)活性炭進(jìn)行脫附，活性炭室內(nèi)溫度慢慢升高，活性炭?jī)?nèi)廢氣出來，通過上面的管道回到催化裝置內(nèi)。
四、催化燃燒循環(huán)裝置活性炭進(jìn)行脫附時(shí)，起先打開性能穩(wěn)定閥同時(shí)啟動(dòng)脫附風(fēng)機(jī)對(duì)催化劑進(jìn)行15分鐘的吹掃，然后性能穩(wěn)定閥和脫附風(fēng)閉，3組加熱管開始分階段加熱。
催化燃燒裝置所發(fā)生的氣固相催化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是活性氧參與的作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時(shí)催化劑表面有吸附作用，使得反應(yīng)物富集于表面。借助催化劑的作用使得廢氣在較低的起燃溫度條件下，發(fā)生無焰燃燒，并為CO2和H2O，同時(shí)放出大量的熱能，從而達(dá)到廢氣處理設(shè)備處理不好物質(zhì)的目的。