VOCs廢氣催化燃燒的催Ⓨ化[Hua]劑應用及Ⓜ常見問題Ⓜ
催化燃燒技術Ⓗ作為VOCs廢氣處理工藝之一Ⓡ，因為其淨化(Hua)率高，燃燒溫度低（一般低Ⓜ于350℃），燃燒沒有明火，不會Ⓦ有(You)NOx等二次污染物的生成，安全Ⓨ節能環保等特點，在環保市場(Chang)應用有了很好的(De)發[Fa]展前景。催化劑作Ⓤ為[Wei]催化Ⓩ燃燒系統的關鍵技術環節，催化劑(Ji)的合成技術及應用規則就顯得尤為重要。
催[Cui]化燃燒技術作為VOCs廢氣處理工藝之一，因為Ⓞ其淨化率[Lü]高[Gao]，燃燒溫度低（一般低[Di]于350℃），燃燒沒有(You)明火，不會有NOx等二Ⓦ次污染物的[De]生成，安全節[Jie]能環(Huan)保等特點，在環保市Ⓤ場應用有了很好的[De]發展前景。催化劑作為催化燃(Ran)燒系統的關鍵(Jian)技術環節，催化劑的合成技術及應(Ying)用規則就顯[Xian]得尤為重要(Yao)。

 VOCs廢氣催化燃燒(Shao)的催化劑應用及常見問題(圖1)

1.催化Ⓢ燃[Ran]燒反應Ⓙ原Ⓐ理
催化燃燒Ⓠ反應原理是Ⓔ有Ⓟ機廢氣在較低[Di]溫度下在催化Ⓣ劑的作用下被完全氧化和分解，達到淨化[Hua]氣體目的。催化燃燒是典型的氣(Qi)固相催化反應，其原理是活性氧參與深度氧化作用。在催化(Hua)燃燒過程中，催化劑Ⓔ的作用是(Shi)降[Jiang]低反應的活Ⓝ化能，同時使反[Fan]應物分子Ⓛ富集Ⓠ在催化Ⓕ劑表面上以提高反應速率。借助于催化劑，有機廢氣[Qi]可以在較低的(De)起燃溫度下無[Wu]焰燃Ⓒ燒并且在釋放大量熱量，同時氧化分解成CO2和H2O。

催[Cui]化Ⓝ燃燒的催化劑(Ji)反應[Ying]原理圖

2.什麼是低溫催化劑
低溫催化劑性能指[Zhi]标：起燃溫度≤200℃，氧化轉化效率≥95%，孔密度200-400cpsi，抗壓強度≥8MPa。

3.VOCs催化劑在催化燃燒系統中(Zhong)的作用與影響(Xiang)
通常(Chang)VOCs的自燃燒溫度較高，通過催化劑的活化[Hua]，可降低VOCs燃燒的Ⓠ活化能，從而降低起燃Ⓧ溫度，減少能耗，節約成本。

另外：一般（無[Wu]催化劑存在(Zai)）的燃燒Ⓔ溫度[Du]都會在600℃以上Ⓡ，這樣的Ⓜ燃燒(Shao)會産生氮氧化[Hua]物，就是常[Chang]說的NOx,這也Ⓑ是要嚴格控制Ⓑ的污(Wu)染[Ran]物。催化燃燒是沒(Mei)有明火的燃燒，一般低于[Yu]350℃，不會有NOx生成，因此更為安(An)全和環保Ⓨ。

4.什麼是空[Kong]速？影Ⓦ響空速的Ⓩ因素有哪些
在VOCs催化(Hua)燃燒系統Ⓖ中，反應空速通常指體積空速（GHSV），體現出催化劑的處理能力:反[Fan]應空速是指規定的條件[Jian]下，單位時間[Jian]單位體(Ti)積催化劑處理Ⓢ的氣體量，單位(Wei)為m³/(m³催化劑•h)，可簡化為h-1。例如産品Ⓔ标注空速30000h-1：代表每立[Li]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(Ci)和Ⓜ催化劑的性能(Neng)息(Xi)息相關。

5.貴金屬[Shu]負載量與空速的[De]關系，貴金[Jin]屬含量[Liang]是越高越好[Hao]嗎？
貴Ⓖ金屬Ⓜ催[Cui]化劑的性Ⓟ能與貴金屬的含量、顆粒大Ⓛ小和分[Fen]散度相關。理想狀态下，貴金屬高度分散，此時的貴金屬以極小的顆粒(Li)（幾個納米Ⓚ）存在于[Yu]載體上，貴金屬得(De)到最大(Da)程度Ⓚ的利Ⓤ用，此時催(Cui)化劑的處理能力與貴金屬含(Han)量成Ⓙ正相關。然而[Er]當貴金屬含Ⓙ量高到一定程度(Du)後，金屬顆粒容易聚集長大成為較大的顆(Ke)粒，貴金屬與VOCs的(De)接觸面反倒[Dao]下降，大部分貴金[Jin]屬被包在内部，此時(Shi)增加貴金屬含量反而不(Bu)利于催化(Hua)劑活(Huo)性的提高。

6.氣體燃燒後，氣體Ⓦ體積膨脹對空速的影響
穩定運(Yun)行狀态下，氣體體積膨脹[Zhang]對空速影[Ying]響[Xiang]不大，因Ⓛ為一般而(Er)言VOCs含(Han)量不高，僅僅這(Zhe)部分氣體的膨脹，體積流量的Ⓚ增[Zeng]加很少。

7.納米級催化劑的優勢
納米催化劑是指催化劑(Ji)的(De)有效成分（比(Bi)如[Ru]貴金屬）以納米[Mi]的尺度分散在載Ⓟ體Ⓥ上，催化劑(Ji)的有效成分[Fen]盡可能多地暴露[Lu]在氣體(Ti)中，使兩者的接觸機會大大增加，這樣(Yang)的催化劑一般(Ban)性能更為(Wei)優越。

8.起燃(Ran)溫度和完全轉化(Hua)溫度的(De)定義，以及與廢氣濃度的關系
起燃Ⓗ溫度：淨化(Hua)率達到10%所需要的溫度

完全轉換(Huan)溫度：淨化率>98%所需(Xu)要的溫度

催化燃燒一經點起燃Ⓧ将在很[Hen]短時間内達到高溫，而廢氣的濃[Nong]度達到一定Ⓖ程度後，其反應放熱可[Ke]實現自熱催(Cui)化反應。

9.催化劑的堆碼(Ma)方式
在壓降允許[Xu]的範圍内[Nei]，催化劑應按照“高瘦型”方(Fang)式堆放，高[Gao]徑比應[Ying]大于1.5。否則靠器壁的催(Cui)化劑的利用率會較低，影響整體催化劑床層Ⓕ的[De]催化效果。孔[Kong]道與Ⓣ氣體流向一緻，保持一定孔道長度，各段催化塊應錯開[Kai]擺放，四邊與反(Fan)應器爐壁接觸部位應采[Cai]用鋼[Gang]骨架折邊或采用耐高溫材料密[Mi]封防止(Zhi)廢氣(Qi)漏通。

10.廢氣預(Yu)處理可延長Ⓢ催化[Hua]劑和(He)催化燃燒[Shao]設備的壽Ⓛ命原因分析
廢氣可Ⓨ能含有(You)一些對催化劑有害成分，如果Ⓩ已知有這樣的化學物Ⓠ質[Zhi]存在，則要對廢氣做預處Ⓐ理Ⓠ，否則這些有害Ⓧ成分會(Hui)對催化劑的壽命産生很大[Da]影響。

廢氣[Qi]應經過預處[Chu]理Ⓑ（除塵除油除濕[Shi]）再通入[Ru]催化倉(Cang)。灰塵(Chen)、積碳及高沸粘性物附着(Zhe)于催化劑表面，覆蓋催化劑(Ji)活性位點，會導緻催化劑催化作[Zuo]用，因此，應盡量Ⓡ避免灰塵及高沸粘[Zhan]性物的引入。

較高濕度環境中(Zhong)，水蒸氣和(He)油霧漆霧在高(Gao)溫下容易與催化劑發生(Sheng)作用，造成催化劑燒[Shao]結失活Ⓛ，因此應Ⓒ盡量減少水蒸Ⓥ氣和油霧漆霧進入催化劑床[Chuang]層。

11.催化燃燒系統廢氣濃度控Ⓢ制的重要性
合Ⓛ适的廢[Fei]氣濃度可以保證Ⓣ催化[Hua]燃燒系統安全高效的處理廢(Fei)氣[Qi]，同時有利于Ⓗ延長設備和催化劑的使用壽命。

濃度過(Guo)低：大Ⓛ量的能量[Liang]用于加熱空氣，能耗(Hao)高，反應放熱不Ⓕ足以維持系統的自熱燃燒，這種工況建議對廢氣進行濃縮。

濃度過高：燃爆Ⓠ風險；溫升過(Guo)高，燃燒溫Ⓢ度過高（長時Ⓑ間高于600度），對Ⓣ設備和催化Ⓛ劑都[Dou]有傷害[Hai]，這種工況建議加新風[Feng]稀(Xi)釋Ⓑ廢氣至爆Ⓓ炸下限以Ⓞ下。

12.催化燃燒設Ⓠ備啟動和停(Ting)車注Ⓥ意[Yi]事項(Xiang)
系統啟動前，新鮮空(Kong)氣預熱催化劑，然後預熱Ⓙ廢氣至250度以上方可引入催化倉；系[Xi]統停車前，先切斷廢氣，繼續加熱催[Cui]化劑并通(Tong)入新鮮Ⓟ空氣，保溫0.5小時，再切斷電源。

13.催化劑中毒說明
某些化Ⓧ學Ⓚ物質會使催[Cui]化(Hua)劑中毒，例如含磷，硫，鉛，汞，砷及鹵素Ⓙ等的有機或Ⓘ無機物對催化劑的破[Po]壞作用很強，将導緻催化劑的永久(Jiu)性失活，無法恢複活性。

14.催化劑積碳(Tan)的處理Ⓦ
可将催化[Hua]劑在新鮮空氣(Qi)中，加熱至500℃，保持2-4小時Ⓣ，可除去或部分Ⓚ除[Chu]去積碳。

15.影響催化Ⓢ劑壽命的因素
催(Cui)化劑的使用請(Qing)嚴[Yan]格遵(Zun)照催Ⓩ化劑的使用工況說明。影[Ying]響催化劑壽(Shou)命的因素有：廢氣的預Ⓓ處理狀況即廢氣的潔淨度，催化倉的溫度，鹵素和催化劑的毒物，以及(Ji)催化燃燒(Shao)設備的操(Cao)作規程等。