一、催化燃燒設備原理
含VOCs廢氣進入裝置入口，經(jīng)過濾器過濾后進入換熱器室進行熱交換，再進入燃燒器室對廢氣進行預加熱(燃燒用氧氣為廢氣中所含有的空氣，也可通過旁路風閥補充空氣)，待加熱至350℃后由送風機將預熱氣體抽至催化劑室進行催化。由于部分廢氣中含有硫、硅、磷等元素，會使貴金屬催化劑中毒，因此預加熱后的廢氣在進入催化劑室前需進行預處理。當處理后的廢氣進入催化劑室并與催化劑接觸時，催化劑將廢氣中的VOCs成CO2和H2O。催化燃燒設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行熱交換，達到節(jié)約熱源的目的。風機采用以實際報告為主型號，放置于設備本體下游部分，目的在于使上游路徑形成負壓，防止氣體泄漏。
裝置排氣口預設取樣孔，用于對處理后的廢氣進行成分檢測。
2催化燃燒設備性預防
由于催化燃燒設備在燃燒室中采用明火對廢氣進行預熱，因此需考慮廢氣的相關措施:(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。(2)回火控制:為防止回火，在設計管道尺寸時應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置減壓閥，使進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)設置輕故障或重故障警報及聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，當有回火情況發(fā)生時，蜂鳴器將發(fā)出警報指示。
3催化燃燒設備的優(yōu)缺點
催化燃燒廢氣處理技術(shù)是20世紀40年代末出現(xiàn)的。從1949年美國研制出世界上一套催化燃燒設備到現(xiàn)在，該技術(shù)已廣泛地應用于油漆、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)等方面進行了研究，使催化燃燒法了廣泛的應用。經(jīng)過長時間來的發(fā)展與改良，催化燃燒設備具有其的優(yōu)點:(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)達以上，無需作后續(xù)處理;(4)可在低溫(200~400℃)下對VOCs進行，燃料消耗量低(節(jié)靜;(5)催化劑使用壽命長，可根據(jù)入口氣體的風量與VOCs含量推斷催化劑的使用時間，且催化劑可進行利用;(6)設備內(nèi)為負壓結(jié)構(gòu)風機設置在設備內(nèi)部下游)，可防止臭氣滲漏;(7)具有高度性，能在低溫下進行反應，無粉塵爆炸的危險;(8)處理效率在以上(除臭）。
催化燃燒設備的缺點:(1)對于較大風量且低VOCs質(zhì)量濃度廢氣而言，處理費用相對過高，可協(xié)同沸石滾輪濃縮設備進行廢氣濃縮后再作催化處理;(2)用于處理VOCs的用催化劑當遇見硫、磷、硅等物質(zhì)時會發(fā)生催化劑中毒現(xiàn)象，因此需要設置預處理步驟。
4催化燃燒設備運行參數(shù)催化裝置的大小由較大處理風量來決定，一般較大處理風量可達到30000m3/h(標準狀態(tài)下，下同)，根據(jù)處理廢氣中VOCs的質(zhì)量濃度與成分對催化劑種類與用量進行選擇。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廢氣進行預加熱。為防止溫度過高或過低導致工況溫度異常，可將熱電偶信號輸送至可編程邏輯控制器((PLC)控制盤面板以便于監(jiān)測與讀數(shù)，并設置溫度警報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，也可采用電加熱的方式進行廢氣加熱。根據(jù)燃料不同熱值與所處理廢氣的風量大小、入口溫度等參數(shù)進行熱量衡算，確認燃氣的用量。由于所處理的廢氣中含有VOCs成分，其本身在燃燒過程中也能提供的熱量，經(jīng)驗上認為當VOCs質(zhì)量濃度達到2000m留m3左右時所產(chǎn)生的熱量可以滿足燃氣外加的熱能需求。該部分熱量考慮在熱量衡算中，以免溫度過高導致催化劑被燒毀的現(xiàn)象發(fā)生。綜上所述，廢氣流量、燃氣流量、入口出口溫度及燃燒室溫度均為需要監(jiān)控的運行參數(shù)。
5催化劑選擇與使用
催化燃燒設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。
可對達到使用年限的催化劑進行處理，后的催化劑可循環(huán)使用。此外，在選擇催化劑前需要對處理廢氣的風量、組分與濃度進行相關確認。組分決定催化劑的種類，風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。
當處理廢氣中含有容易使催化劑中毒的物質(zhì)時，可在催化劑室前設置前處理設備，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，當溫度過低時，催化劑對廢氣中VACS的效率會大幅減弱，因此需要在裝置中設置熱電偶及傳感器，使即時溫度能及時在PLC盤柜屏中，并設置低溫輕故障警報，當溫度過低時自動點燃燃燒加熱器進行升溫。
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，可同時除掉多種污染物，具有工藝流程簡單、設備緊湊、運行穩(wěn)定等優(yōu)點；裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、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：未凈化氣體在進入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預熱后送至到燃燒室，在燃燒室內(nèi)達到所要求的反應溫度，反應在催化反應器中進行，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中。
吸附催化燃燒設備可以處理所有的烴類廢氣及惡臭氣體。同時可以普遍應用于石油化工、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?；钚蕴棵摳綔囟确€(wěn)定在300~350℃，溫度過低，影響脫附的效果，溫度達到350℃之上則會引起活性炭自燃。不能處理潮濕及高溫的廢氣，因為活性炭只能進行常溫吸附。
詳細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，當催化燃燒設備溫度加熱到200攝氏度時，脫附風機打開，將熱空氣向吸附箱吹送，熱空氣起先輸送到混流箱，進行空氣中和，但熱空氣在混流箱內(nèi)溫度達到特定溫度時。
二、與催化劑反應生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生大量的熱量。這時候加熱管會根據(jù)室內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)關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)，對活性炭進行脫附，活性炭室內(nèi)溫度慢慢升高，活性炭內(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)裝置活性炭進行脫附時，起先打開性能穩(wěn)定閥同時啟動脫附風機對催化劑進行15分鐘的吹掃，然后性能穩(wěn)定閥和脫附風閉，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的實質(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，同時催化劑表面有吸附作用，使得反應物富集于表面。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，同時放出大量的熱能，從而達到廢氣處理設備處理不好物質(zhì)的目的。