溫故知新（xīn）！13個關於VOCs催化燃燒基本原理、應（yīng）用及常見問題知識

催化燃燒技術作為VOCs廢氣處理工藝之（zhī）一，因為其淨化率高，燃（rán）燒溫度低（一般低於（yú）350℃），燃燒沒有明火，不會（huì）有（yǒu）NOx等（děng）二次汙染物（wù）的生成，安全節（jiē）能環保（bǎo）等特點，在環保市場應用有了很好的發展前景。催化（huà）劑作為催化燃燒係統的關鍵技術環節，催化劑（jì）的（de）合（hé）成技術及應用規則就顯得尤為重要。


1.催化燃燒（shāo）反應原理
催化燃燒反應原理（lǐ）是有機廢（fèi）氣在較低溫度（dù）下在催化劑的作（zuò）用下被完全氧化和分（fèn）解，達到淨化氣體目的。催化燃燒是典型（xíng）的氣固相催化反（fǎn）應，其原理是活性氧參與深度氧化作用。在催化（huà）燃燒（shāo）過程中，催化劑（jì）的作用是降低反應的活化能，同時使反應物分子富集在催化劑表麵上以提（tí）高反應速率。借助於催化劑，有機廢氣可以在較低（dī）的起燃溫度下無焰燃燒並且在（zài）釋放大量（liàng）熱量，同（tóng）時氧化分解成CO2和H2O。
2.什麽是低溫催化劑
低（dī）溫催化劑性能指標：起燃溫度≤200℃，氧化轉化效率≥95%，孔密度200-400cpsi，抗（kàng）壓（yā）強度≥8MPa。
3.VOCs催化劑（jì）在催化燃燒係統中的作用與（yǔ）影響
通常VOCs的自燃燒溫度較高，通過催化劑的活化，可降低VOCs燃燒的活（huó）化能，從而降低起燃溫度，減少能耗，節約成（chéng）本。另外：一般（無（wú）催化劑（jì）存在）的燃燒溫度（dù）都會在600℃以上，這樣的燃（rán）燒會產生氮氧化物，就是常說的NOx,這也是（shì）要（yào）嚴格控製的汙染（rǎn）物（wù）。催（cuī）化燃燒（shāo）是沒有明火的燃燒，一（yī）般低於350℃，不會（huì）有NOx生成，因此更（gèng）為安全和環保。
4.什麽是空速？影響空速的因素有哪（nǎ）些
在VOCs催化燃燒（shāo）係統中，反應空速通常指體積空速（sù）（GHSV），體現出催化劑的處理能力:反應空速（sù）是（shì）指規定的條件下，單位時間單位體積催化劑處理（lǐ）的氣體量，單（dān）位為m3/(m3催化（huà）劑•h)，可簡（jiǎn）化為h-1。例（lì）如產品標（biāo）注空（kōng）速30000h-1：代表每立方催化劑每小時能處理30000m3廢氣。空速體現出催化劑的VOCs處理能力，因此和催化（huà）劑的性能息息（xī）相關。
5.貴金屬負載量與空（kōng）速的關係，貴金屬含量是（shì）越（yuè）高越好（hǎo）嗎？
貴金屬（shǔ）催化劑的性能與貴金屬的含量、顆粒大小和分散度相關。理想狀態下，貴金屬高度分散，此時的（de）貴金屬以極（jí）小（xiǎo）的顆粒（幾個納米）存在（zài）於載體上，貴金屬得到大程（chéng）度的利（lì）用，此（cǐ）時催化劑的處理能力與貴金屬含量成正相關。然而當貴金屬含量高到一定程（chéng）度後，金屬顆粒容易聚集長大（dà）成為較大的顆粒，貴金屬與VOCs的接觸麵反倒（dǎo）下降，大部分貴金屬被包在內部，此時增加（jiā）貴金屬含量反而不利於催化劑活（huó）性的提高。
6.氣體燃燒（shāo）後（hòu），氣體體積膨脹對空（kōng）速的影響
穩定運行狀態下，氣體體積膨脹對空速影響不（bú）大（dà），因為（wéi）一般而（ér）言VOCs含量不高，僅僅這部分氣體的膨脹，體積流量的增加很少。
7.納米級催化劑的優勢
納米催化劑是指催化劑的有效成分（比如貴金屬）以納米的（de）尺度分散（sàn）在（zài）載體上，催化劑的有效成分盡可能多地暴露（lù）在氣（qì）體中，使兩者的（de）接觸機會大大增加，這樣的催化劑一般性能更為優越。
8.起燃溫度和完全轉化（huà）溫度的定義，以（yǐ）及與廢氣濃度的（de）關係
起燃溫（wēn）度：淨化率達到10%所需要的（de）溫度完（wán）全轉換（huàn）溫度：淨化率（lǜ）>98%所需要的溫度催化燃燒一經點起（qǐ）燃（rán）將在很短時（shí）間內達到高溫，而廢氣的濃度（dù）達到一定程度後（hòu），其（qí）反應放熱可實現自熱催化反應。
9.催化劑的堆碼方式
在壓降允許的範圍內，催化劑應按照“高瘦型”方式堆放，高徑比應（yīng）大於1.5。否（fǒu）則靠器壁的催化劑的利用率會較低，影響整體催化劑床層的催化效果。孔道與氣體流向一致，保持一定孔道長度，各段催化塊應錯開擺放，四邊與反應器爐壁接觸部位應采用鋼骨架折邊或采用耐高溫材料密（mì）封（fēng）防止廢氣漏通。
10.廢氣預處理可延長（zhǎng）催化劑和催（cuī）化燃燒設備的壽命原因分析
廢氣可能含有（yǒu）一些對催化劑有害成分，如果已知（zhī）有這樣的化學物質存在，則（zé）要對廢氣做預處理，否則這些有害成分會（huì）對催化劑的壽命產生很（hěn）大影響。廢氣應經過預處理（除塵除油除濕）再通入催化倉。灰塵、積碳及高沸粘性（xìng）物附著於催化劑表麵，覆蓋（gài）催（cuī）化劑（jì）活性位點，會導致催化劑催化（huà）作用，因此，應盡（jìn）量避（bì）免灰（huī）塵及高沸粘性（xìng）物的引入。較高濕度環（huán）境中，水蒸氣和油霧漆霧在高溫下容易與催化劑發生作用（yòng），造（zào）成催化劑燒結失活，因（yīn）此應盡量減少水蒸氣和油（yóu）霧漆霧進入催化劑床層。
11.催化燃燒係統（tǒng）廢氣濃度控製的重要性
合適的廢氣濃度可（kě）以保（bǎo）證催化燃燒（shāo）係統安全高效的處理廢氣，同時有利於延長設備和催化劑（jì）的使用（yòng）壽命。濃度（dù）過低：大量的能量用於加熱空氣，能耗高，反應放熱不足以維持係統的自熱燃燒，這種工況建（jiàn）議對廢氣進行濃縮。濃度過高：燃（rán）爆風險；溫升過高，燃燒溫度過（guò）高（長時間高（gāo）於600度），對設備和催化劑都有傷害，這種工況建議加新風稀釋廢氣至爆炸下限以下。
12.催化燃燒設（shè）備啟動和（hé）停車注意事項
係統啟動前，新鮮空氣預熱（rè）催化劑，然後預（yù）熱廢氣至250度以上方可引入催化倉；係統停車前，先切斷廢氣，繼續（xù）加熱催化劑並通入新鮮空氣（qì），保溫0.5小時，再切斷電源（yuán）。
13.催化（huà）劑中毒說明
某些化學物質會使催（cuī）化劑中毒（dú），例如含磷（lín），硫，鉛，汞，砷及鹵素等（děng）的有機或無機物對催化劑的破壞作用（yòng）很強，將導致催化劑（jì）的永（yǒng）久性失活，無法恢複活性。
14.催（cuī）化劑積碳的處理
可（kě）將催化劑在新鮮空氣中，加熱至500℃，保持2-4小時，可除去或部分除去（qù）積碳。
15.影響催化劑壽命的因（yīn）素
催化劑的使用請嚴格遵照催化劑的使用工（gōng）況說明。影（yǐng）響催化劑壽命的因（yīn）素有：廢氣的預處理狀況即廢氣的潔淨度，催化倉的溫度，鹵素和（hé）催化劑的毒物，以及催化燃燒設備的操作規程等（děng）。