1.小風(fēng)量高濃度有機(jī)廢氣凈化技術(shù)概述主要來自涂裝、印刷、家電、電線電機(jī)制造、絕緣材料、油漆生產(chǎn)等行業(yè)在生產(chǎn)過程中排放的污染物。廢氣的排放隨生產(chǎn)行業(yè)、工況條件的不同，其成分、濃度也各不相同，因此對其治理技術(shù)的選用取決于各行業(yè)有機(jī)污染物的性質(zhì)、濃度、凈化要求及經(jīng)濟(jì)性等因素。

對VOCs有機(jī)廢氣的常規(guī)處理方法有吸收法、吸附法、燃燒法、生物法等，而對于小風(fēng)量（＜20000m3/h）、高濃度（2000～8000mg/m3）且排放穩(wěn)定的有機(jī)廢氣來說，目前最成熟、最徹底的治理技術(shù)是直接燃燒法（RTO）和催化燃燒法（RCO）。

直接燃燒法亦稱為熱力氧化法或熱力燃燒法，是利用石油氣或柴油等輔助燃料燃燒放出的熱量，使有機(jī)廢氣在700℃～800℃和停留時間為0.3～0.5s的條件下直接燃燒而轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的H2O和CO2。但因采用該方法的起燃溫度高，對設(shè)備材質(zhì)要求也相對較高，造成一次性投資大，而且需要添加輔助燃料加熱，能耗大、運(yùn)行費(fèi)用高，因此在實(shí)際應(yīng)用中受到一定的限制。

催化燃燒法是目前全球在有機(jī)廢氣處理技術(shù)研究領(lǐng)域中最受關(guān)注的一個方法，其工作原理是在鉑（Pt）、鈀（Pd）等貴金屬催化劑的作用下，使廢氣中的有機(jī)污染物在較低的溫度下（通常為200℃～300℃）和較短的反應(yīng)時間內(nèi)（0.05～0.2s）轉(zhuǎn)化成無害的H2O和CO2氣體。

其反應(yīng)方程式如下：

與直接燃燒法（RTO）相比，催化燃燒法由于溫度降低，允許使用標(biāo)準(zhǔn)材料（如Q235-A）來代替昂貴的特殊材料，因此可大大降低一次投資中設(shè)備費(fèi)用，同時由于起燃溫度降低，可節(jié)約預(yù)熱能量，減少運(yùn)行操作費(fèi)用。

2、催化燃燒技術(shù)應(yīng)用實(shí)例催化燃燒廢氣治理系統(tǒng)主要由阻火器、熱交換器、加熱室、催化床、引風(fēng)機(jī)、電控柜及安全報警裝置等組成。以廣東某自動烤漆生產(chǎn)線廢氣治理工程為例：廣東某精密制造有限公司是一家中日合資大型企業(yè)，專業(yè)生產(chǎn)空調(diào)、電冰箱使用的制冷壓縮機(jī)。在加工過程中，外殼等部件經(jīng)電泳浸漆后入烘房烘干，烘房在工作時溶劑蒸氣不斷揮發(fā)，為保證其溶劑蒸氣濃度處在安全范圍內(nèi)，必須進(jìn)行排風(fēng)，并補(bǔ)充部分新鮮空氣，排出的廢氣中含有濃度高的有機(jī)溶劑，通常為苯、甲苯、二甲苯等有害物質(zhì)，因而必須經(jīng)處理后方可排入大氣。該企業(yè)的廢氣排放量為3000m3/h，入口廢氣濃度為3000～4000mg/m3。

催化燃燒廢氣治理工藝流程如下圖所示：

工作原理：系統(tǒng)正常工作后，溫度約為70℃的烘烤廢氣經(jīng)阻火器進(jìn)入催化凈化裝置，在板式熱交換器內(nèi)與高溫尾氣進(jìn)行熱量交換，經(jīng)預(yù)熱的廢氣進(jìn)入加熱室（內(nèi)設(shè)有電加熱管）進(jìn)一步升溫至250℃左右，達(dá)到起燃溫度的廢氣繼續(xù)進(jìn)入催化床內(nèi)，在貴金屬Pt、Pd催化劑的作用下，使有機(jī)溶劑完全氧化分解為H2O和CO2，并釋放出大量反應(yīng)熱，可維持催化燃燒所需的起燃溫度，達(dá)到熱平衡。所排放的高溫尾氣可達(dá)300℃以上，通過板式熱交換器將高溫尾氣與進(jìn)口低溫廢氣進(jìn)行熱量交換，部分熱量得以回收，減少了預(yù)熱能耗。經(jīng)回收部分熱量的高溫尾氣還可通過其他熱交換裝置進(jìn)行換熱利用，最終尾氣在引風(fēng)機(jī)抽力的作用下通過排氣筒達(dá)標(biāo)排放。系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后自動關(guān)閉電加熱裝置，此后，催化燃燒系統(tǒng)可靠廢氣中的有機(jī)溶劑燃燒時產(chǎn)生的熱能，在無須外加能源的基礎(chǔ)上使催化燃燒繼續(xù)進(jìn)行直至結(jié)束。

考慮到凈化裝置需要維修，在過濾阻火器前設(shè)置旁路管和旁路閥。主要設(shè)備配置如下：

（1）催化凈化裝置

 型號：HC-Ⅲ，1臺；風(fēng)量：3000m3/h；功率：45kW；外形尺寸：1160×1410×2300（mm）。

（2）引風(fēng)機(jī)

 型號：YX9-35NO6.3C，1臺；風(fēng)量：6984m3/h； 全壓：188mmH2O；功率：7.5kW。

（3）自控系統(tǒng)

外形尺寸：460×800×1800（mm），1套；具有超溫報警功能。

該系統(tǒng)自投產(chǎn)使用以來，運(yùn)行安全可靠，性能穩(wěn)定，難聞氣味得到了有效去除，凈化效率在98%以上。

3.催化燃燒技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）催化凈化裝置為整體結(jié)構(gòu)，主要由板式熱交換器、加熱室和催化床三部分組成，另附有兩個熱電偶，分別用來測量加熱室溫度和催化床溫度。

（2）為了充分利用催化燃燒過程中產(chǎn)生的大量熱量，在裝置中設(shè)置了板式換熱器，并將其熱量用于加熱進(jìn)入催化床的有機(jī)廢氣，以減少能耗。

（3）在有機(jī)廢氣進(jìn)入催化凈化裝置前，加裝旁路管和旁路閥。在凈化設(shè)備正常運(yùn)行時，該旁路閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)凈化設(shè)備需要維修時，該閥開啟，不會因凈化裝置故障而影響車間的正常生產(chǎn)。

（4）采用優(yōu)質(zhì)金屬Pt、Pd鍍在蜂窩陶瓷載體上作催化劑，氣體流動阻力小、反應(yīng)起始溫度低、催化劑活性高、空速適應(yīng)范圍寬。當(dāng)烴類等有機(jī)物濃度在2000～8000mg/m3范圍內(nèi)，空速10,000～30,000h-1、反應(yīng)氣入口溫度180℃～300℃的條件下，凈化效率≥98%。耐熱性能好，可耐受900℃高溫的短時期沖擊。使用壽命長，一般不少于7200h。

（5）起燃溫度低。有機(jī)廢氣在通過催化床時，碳?xì)浞肿雍脱醴肿臃謩e被吸附在催化劑表面并被活化，因而能在較低溫度下迅速完全氧化分解成H2O和CO2，且在達(dá)到起燃溫度后，在無需外界供熱的條件下，裝置僅靠廢氣中有機(jī)溶劑燃燒時產(chǎn)生的熱能，即可維持催化燃燒所需的溫度。與直接燃燒法相比，其起燃溫度約低一半，因而能耗少得多。

（6）預(yù)熱15～35min全功率加熱，工作時只消耗風(fēng)機(jī)功率即可。廢氣濃度較低時，自動間歇補(bǔ)償加熱。

（7）安全設(shè)施完備：有阻火器、泄壓孔，超溫報警等保護(hù)設(shè)施。

（8）不會造成二次污染。由于凈化率一般都在98%以上，加之溫度低，能大大減少NOx生成。

（9）利用催化燃燒余熱回用系統(tǒng)，將催化燃燒時產(chǎn)生的熱量根據(jù)業(yè)主的具體需求回收利用，如回用在給烘房提供熱量。達(dá)到真正意義上的“節(jié)能減排”循環(huán)經(jīng)濟(jì)目的。

4.催化燃燒技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

（1）選用蜂窩狀催化劑

催化劑有顆粒狀和蜂窩狀。顆粒狀催化劑壓降大，而且因與載體間相互摩擦，會造成活性組分磨耗損失，因此建議不采用。蜂窩狀催化劑是比較理想的催化劑，其具有較高的比表面，壓降小，機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨、耐熱沖擊。

（2）防止催化劑中毒

催化劑中毒是指催化劑由于某些物質(zhì)的作用而使催化活性衰退或喪失的現(xiàn)象，可分為暫時性中毒和永久性中毒。如果遇到由于催化床溫度過低，或廢氣中可燃物濃度過高，或突然停電等原因造成催化劑表面結(jié)炭會引起暫時性中毒，可在再次開機(jī)時將催化床前的預(yù)熱溫度提升到500℃左右并通新鮮空氣1～2h，即可恢復(fù)或部分恢復(fù)催化劑活性。但某些化學(xué)物質(zhì)（如含S、Pb等有機(jī)或無機(jī)物）對催化劑的破壞作用很強(qiáng)，會導(dǎo)致催化劑的永久性失活，無法恢復(fù)，因而需要特別注意。

（3）設(shè)置補(bǔ)鮮風(fēng)閥

在催化凈化裝置前要設(shè)置補(bǔ)鮮風(fēng)閥，當(dāng)催化床溫度高于某一設(shè)定值時，打開此閥，補(bǔ)充冷空氣，將催化床溫度控制在一定范圍內(nèi)，可延長設(shè)備和催化劑的使用壽命。

小風(fēng)量高濃度有機(jī)廢氣催化燃燒凈化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例