常永生

摘要：隨著國(guó)家的發(fā)展越來(lái)越好各領(lǐng)域不斷的提高。本文以VOCs?定義及危害，催化燃燒法在?VOCs?治理中的重要地位和催化燃燒法的常見(jiàn)安全問(wèn)題及防范措施以及催化燃燒法的整體安全措施。

關(guān)鍵詞：催化燃燒法;VOCs治理應(yīng)用;安全問(wèn)題;防范措施

1VOCs?定義及危害

我國(guó)對(duì)于?VOCs的定義為：揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），是某一類(lèi)化合物的總稱(chēng)。從物理學(xué)角度定義為在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，熔點(diǎn)低于室溫、沸點(diǎn)低于?50℃～260℃的有機(jī)化合物的總稱(chēng)。VOCs來(lái)源廣泛，工業(yè)源主要污染物包括石化工業(yè)和煤炭加工與轉(zhuǎn)化，多包含烷烴、烯烴、硫醇、硫醚、多環(huán)芳烴等;家具行業(yè)主要為乙酸丁酯、乙苯、間對(duì)二甲苯等;包裝印刷工業(yè)中的苯系物、醇類(lèi)、脂類(lèi)和酮類(lèi);油類(lèi)儲(chǔ)運(yùn)和銷(xiāo)售過(guò)程，涂料、油墨、膠粘劑、農(nóng)藥等以?VOCs為原料的生產(chǎn)行業(yè)，涂裝、印刷、粘合、工業(yè)清洗等含?VOCs產(chǎn)品的使用過(guò)程;生活源包括建筑裝飾裝修、餐飲服務(wù)和服裝干洗。VOCs由于成分復(fù)雜，在環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致復(fù)合型污染，誘發(fā)霧霾，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧;且刺激人體呼吸系統(tǒng)、皮膚和眼睛，從而導(dǎo)致血液、神經(jīng)系統(tǒng)和肝腎臟的病變，具有“三致”作用。VOCs污染防治分為兩個(gè)方面分別為從源頭控制和末端治理的綜合防治方法。

2?催化燃燒法在?VOCs?治理中的重要地位

VOCs?治理有較多措施，其治理方法包括源頭減量、中間控制和末端處理等。目前，我國(guó)以末端治理為主。末端治理技術(shù)一般分為破壞性處理和回收性處理。破壞性處理主要包括催化燃燒法和焚燒處理法?；厥招蕴幚戆ㄎ辗?、冷凝法、吸附法和膜分離法等?；厥招蕴幚硪蚱浼夹g(shù)手段還不成熟，成本較高，目前沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用。焚燒法是直接將?VOCs?通入焚燒爐中，在爐內(nèi)充分燃燒，產(chǎn)生二氧化碳和水。該方法成本較低，運(yùn)用范圍較廣，技術(shù)線路也比較成熟。催化燃燒法是在廢氣燃燒的時(shí)候加入某種催化劑，降低?VOCs?的燃點(diǎn)，?使?VOCs?能夠充分燃燒，?最終生成二氧化碳和水，實(shí)現(xiàn)直排。當(dāng)前常用催化劑種類(lèi)有?Cu、Fe、Ti?等非貴金屬與?Pd、Au、Pt?等貴金屬兩大類(lèi)。焚燒處理法和催化燃燒法在?VOCs?治理中占據(jù)核心地位，因其分解氧化徹底、治理效率高而得到廣泛應(yīng)用，其中催化燃燒法因無(wú)明火、節(jié)能、氧化溫度低而得到廣泛應(yīng)用。催化燃燒是一種涉及氣—固兩相的化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)機(jī)理為在有活性氧參與的條件下發(fā)生的深度氧化反應(yīng)?。在反應(yīng)過(guò)程中，加入催化劑可以顯著降低反應(yīng)所需的活化能，VOCs?富集在催化劑表面，在較低燃燒溫度下發(fā)生無(wú)焰燃燒，最終分解為二氧化碳和水，同時(shí)釋放出大量的熱。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：C?n?H?m?+?（n+m/4）O?2?→?n?CO?2?+m/2?H?2?O+?能量在催化劑的作用下，VOCs?可以在較低溫度下充分燃燒，生成二氧化碳和水，去除率高達(dá)?90%。催化燃燒法具有能耗低、運(yùn)行可靠穩(wěn)定、無(wú)二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)，在歐美國(guó)家已得到廣泛推廣應(yīng)用。

3催化燃燒法的常見(jiàn)安全問(wèn)題及防范措施

催化燃燒法處理?VOCs?的過(guò)程中，存在如下幾種安全隱患：活性炭吸附—脫附—催化燃燒法中有活性碳起火的現(xiàn)象、催化氧化爐爆炸問(wèn)題、整個(gè)催化燃燒治理裝置起火爆炸問(wèn)題。

3.1活性碳起火現(xiàn)象及防范措施

在前期的?VOCs?富集過(guò)程中，由于活性炭著火點(diǎn)較低而脫附溫度過(guò)高，當(dāng)對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行脫附處理時(shí)，會(huì)由于脫附箱體內(nèi)溫度過(guò)高導(dǎo)致活性炭著火。解決該問(wèn)題可以從兩個(gè)方面著手：一是采用著火點(diǎn)高的活性炭;二是嚴(yán)格控制脫附溫度，使其遠(yuǎn)低于活性炭著火點(diǎn)。因此可采取如下措施：嚴(yán)格控制脫附溫度，選擇質(zhì)量好的脫附溫度傳感器，盡可能在活性炭吸附箱合適位置安裝兩個(gè)溫度傳感器;在?PLC編程中加入脫附溫度超溫時(shí)停止脫附程序;同時(shí)要防患于未然，在活性炭吸附箱上方增加消防水管并連結(jié)煙氣報(bào)警及自動(dòng)噴淋裝置，以防意外失火。

3.2催化氧化爐爆炸問(wèn)題及防范措施

在處理高濃度?VOCs?時(shí)，由于爐內(nèi)含有大量氧氣，當(dāng)廢氣濃度達(dá)到廢氣組份中大部分有機(jī)廢氣的爆炸極限時(shí)，就會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)。因此，要時(shí)刻監(jiān)測(cè)爐內(nèi)?VOCs?濃度，在進(jìn)入催化氧化爐的廢氣管道上安裝濃度稀釋裝置，將高濃度廢氣稀釋到爆炸極限下。同時(shí)在催化氧化爐上增加壓力排氣閥，在壓力過(guò)高時(shí)自動(dòng)打開(kāi)閥門(mén)進(jìn)行減壓排氣，以防爐內(nèi)溫度壓力過(guò)高引起爆炸（因廢氣在熱氧化過(guò)程中迅速釋放大量熱能導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)熱空氣壓力過(guò)大）。

3.3整個(gè)催化燃燒治理裝置起火爆炸及防范措施

整個(gè)催化燃燒治理裝置起火爆炸多發(fā)生在只有一套吸附裝置的系統(tǒng)中，因管道壁及設(shè)備內(nèi)聚集大量高濃度有機(jī)廢氣顆粒物，管道風(fēng)閥閉會(huì)間隙過(guò)大，在脫附催化燃燒過(guò)程中沒(méi)有停止生產(chǎn)，車(chē)間進(jìn)氣閥不能關(guān)閉，整個(gè)管路是全通的，此時(shí)脫附催化燃燒極可能在高溫作用下引起整個(gè)系統(tǒng)起火爆炸。針對(duì)上述情況應(yīng)該采取如下措施：安裝高質(zhì)量風(fēng)閥，經(jīng)常檢查漏氣情況，單套吸附的裝置系統(tǒng)中在脫附催化燃燒過(guò)程中應(yīng)停產(chǎn)處理等。

4催化燃燒法的整體安全措施

使用催化燃燒法應(yīng)嚴(yán)格按工程技術(shù)規(guī)范進(jìn)行消防措施處理，工程裝置應(yīng)盡可能地放置在室外，并且按安全生產(chǎn)規(guī)范要求留足安全距離及設(shè)置安全防護(hù)欄和相關(guān)顏色，氣流走向，閥門(mén)開(kāi)關(guān)方向，電源標(biāo)識(shí)，操作規(guī)范等安全警示措施。

5VOCs?治理技術(shù)發(fā)展方向

目前我國(guó)所采用的?VOCs處理技術(shù)以吸附、催化燃燒、生物處理為主，這三種技術(shù)的市場(chǎng)占有率分別達(dá)到?38%?、22%?、15%?。在適于回收?VOCs的情況下，國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用吸附技術(shù)，它是一種經(jīng)濟(jì)、符合清潔生產(chǎn)理念的選擇，很多行業(yè)的?VOCs治理用到吸附回收技術(shù)，比如油氣回收、包裝印刷、集裝箱噴涂、石油化工、化學(xué)化工、原料藥制造等行業(yè)。生物技術(shù)和催化燃燒技術(shù)在國(guó)外分別排名第一第二位，均占?29%?左右。生物處理技術(shù)在國(guó)外工業(yè)VOCs處理市場(chǎng)相比國(guó)內(nèi)應(yīng)用更為廣泛，顯示出其正日益成熟，具有良好的應(yīng)用前景。多數(shù)行業(yè)的?VOCs以混合物的形式排放，成分也由于不同的化合物性質(zhì)變得極其復(fù)雜，采用單一方法的治理技術(shù)很難達(dá)到治理效果，費(fèi)用也較高，通常情況下需要采用多種治理技術(shù)的組合，才能達(dá)到很好的治理效果。

結(jié)語(yǔ)

隨著工業(yè)化與現(xiàn)代化的持續(xù)發(fā)展和不斷提升，VOCs引起的健康與環(huán)境問(wèn)題將引起越來(lái)越多的關(guān)注，VOCs的處理也已迫在眉睫。催化燃燒因其催化效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)具有更加廣闊的運(yùn)用前景，并將逐漸成為最主要的處理?VOCs?的方法之一。但我們?cè)谑褂么呋紵ㄌ幚?VOCs?時(shí)，仍要時(shí)刻注意可能引發(fā)的安全問(wèn)題，防微杜漸，從源頭上把危險(xiǎn)解決掉。

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