燃燒法控制VOCs

用燃燒法將有害氣體、蒸汽、液體或煙塵轉化為無害物質的過程稱為燃燒淨化法，亦稱為焚燒法。燃燒法適用於處理濃度較高的VOCs廢氣，一般情況下去除率均在95%以上。燃燒淨化法所發生的化學反應主要是燃燒氧化作用及高溫下的熱分解，因此這種方法只適用於淨化那些可燃的或在高溫情況下可以分解的有害物質。

基本介紹

• 中文名：燃燒法控制VOCs
• 外文名：Control of VOCs by combustion method
• 分類：直接燃燒等
• 去除率：95%以上
• 適用範圍：濃度較高的VOCs廢氣

基本內容

燃燒法分為直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒等幾類，其中直接燃燒法是使VOCs在較高溫度下迅速轉化為CO₂和H₂O，直接燃燒法溫度一般在1100℃以上，適合於治理高濃度的有機廢氣，處理VOCs濃度範圍在5000~10000mg/m。熱力燃燒一般用於處理有機廢氣的濃度為500-5000mg/m，廢氣本身不作為燃料，只是當做輔助燃料燃燒過程中的助燃氣體，反應所需溫度較低，通常維持在540~820℃。催化燃燒也稱為無火焰燃燒催化氧化溫度在370~480℃，可適用濃度範圍較廣，在2000-6000mg/m範圍內。

直接燃燒法

直接燃燒亦稱為直接火焰燃燒。由於廢氣本身含有較高濃度的可燃組分，它可以直接在空氣中燃燒，使有害物質在高溫作用下分解為無害物質；本法工藝簡單、投資小，適用於高濃度、小風量的廢氣。

直接燃燒設備包括一般的燃燒爐、窯，或通過某種裝置將廢氣導入鍋爐作為燃料氣進行燃燒，不適合處理低濃度氣體。在石油煉製廠及石油化工廠，火炬常常作為產氣裝置及反應尾氣裝置在開、停工及事故處理時的安全措施，但由於物料平衡、生產管理和回收設備不完善等原因，有時也將加工油氣和燃料氣體排放至火炬進行燃燒。火炬燃燒不僅產生了大量有害氣體、煙塵及熱輻射而危害環境，而且造成有用燃料氣的大量損失，因此應儘量減少和預防火炬燃燒。

熱力燃燒法

一般用於處理廢氣中含可燃組分濃度較低的情況，由於廢氣中可燃組分的濃度很低，燃燒過程中所放出的熱量不足以滿足燃燒過程所需的熱量。因此，廢氣本身不能作為燃料，必須有輔助燃料作為助燃氣體，在輔助燃料燃燒的過程中，將廢氣中的可燃組分銷毀。與直接燃燒相比，熱力燃燒所需要的溫度一般較低，通常為540~820℃。

催化燃燒法

催化燃燒法是在系統中使用合適的催化劑，使廢氣中的有機物質在較低溫度下氧化分解的方法。催化燃燒技術是幾十年來對環保與節能的要求日益迫切的形勢下應運而生的一門新型技術。

此方法主要優點有：①起燃溫度低，能耗低；②處理效率高，無二次污染對有機物濃度和組分處理範圍寬啟動能耗低，並能回收輸出的部分熱能所需設備體積小，造價低。

催化燃燒法的主要缺點是：當有機廢氣濃度太低時，需要大量補充外加的熱量才能維持催化反應的進行。

催化燃燒中，催化劑是關鍵因素。活性組分中，貴金屬（Pd、Pt、Ru、Rh）與非貴金屬氧化物相比，具有低溫高活性的特點；另一個特點是有明顯的“活性閥”，即在給定組成穩定流速的條件下，當溫度到達某一溫度點時，反應急速進行，轉化率直線上升，產物大多為CO₂和H₂O，很少有中間產物出現，低於該溫度點，轉化率則急劇下降。由於貴金屬價格昂貴，在反應過程中易受到Cb和HCl毒化作用，而且在高溫區貴金屬容易流失而失活；又因為它們對Deacon反應和氧氯反應同樣具有很高的活性，所以往往會出現Cb以及高氯化合物。這些都給貴金屬催化劑在VOCs催化然燒中的套用帶來了負面影響。

用於VOCs催化燃燒的非貴金屬催化劑一般是Cr、Mn、Fe、Co、Cu等過渡元素的氧化物。單組分過渡元素氧化物的耐熱性差，活性低，起燃溫度高，使用上受到一定的限制。一般採用多組分的混合氧化物催化劑，通過複合組分的配方和採用適當的製備技術，使其性能接近貴金屬催化劑。在催化劑活性組分中加入助劑對催化劑的性能有改性作用，它能提高催化劑的穩定性和選擇性，使活性組分的分散度有明顯地提高。通過添加少量過渡金屬元素或稀土元素等手段來提高貴金屬催化劑的活性成為必然的選擇。