催化燃燒是一種涉及氣—固兩相的化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)機理為在有活性氧參與的條件下發(fā)生的深度氧化反應(yīng)[7]。在反應(yīng)過程中，加入催化劑可以顯著降低反應(yīng)所需的活化能，VOCs 富集在催化劑表面，在較低燃燒溫度下發(fā)生無焰燃燒，分解為二氧化碳和水，同時釋放出大量的熱。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
 

　　CnHm+ (n+m/4) O2→n CO2+m/2 H2O +能量
 

　　在催化劑的作用下，VOCs 可以在較低溫度下充分燃燒，生成二氧化碳和水，去除率高達90%。催化燃燒法具有能耗低、運行可靠穩(wěn)定、無二次污染等突出優(yōu)點，在我國，催化燃燒法也是處理VOCs的主要手段，其應(yīng)用比例約為55%。目前，催化燃燒法已經(jīng)成為處理VOCs的主流。
 

　　二、催化燃燒法的常見安全問題及防范措施
 

　　催化燃燒法處理VOCs的過程中， 存在如下幾種安全隱患：活性炭吸附—脫附—催化燃燒法中有活性碳起火的現(xiàn)象、催化氧化爐爆炸問題、整個催化燃燒治理裝置起火爆炸問題。
 

　　1.活性碳起火現(xiàn)象及防范措施
 

　　在前期的VOCs富集過程中， 由于活性炭著火點較低而脫附溫度過高，當(dāng)對吸附飽和的活性炭進行脫附處理時，會由于脫附箱體內(nèi)溫度過高導(dǎo)致活性炭著火。
 

　　解決該問題可以從兩個方面著手：一是采用著火點高的活性炭；二是嚴(yán)格控制脫附溫度，使其遠低于活性炭著火點。因此可采取如下措施：嚴(yán)格控制脫附溫度，選擇質(zhì)量好的脫附溫度傳感器，盡可能在活性炭吸附箱合適位置安裝兩個溫度傳感器；在PLC 編程中加入脫附溫度超溫時停止脫附程序；同時要防患于未然，在活性炭吸附箱上方增加消防水管并連結(jié)煙氣報警及自動噴淋裝置，以防意外失火。
 

　　2.催化氧化爐爆炸問題及防范措施
 

　　在處理高濃度VOCs 時，由于爐內(nèi)含有大量氧氣，當(dāng)廢氣濃度達到廢氣組份中大部分有機廢氣的爆炸極*，就會有爆炸的危險。因此，要時刻監(jiān)測爐內(nèi)VOCs 濃度， 在進入催化氧化爐的廢氣管道上安裝濃度稀釋裝置，將高濃度廢氣稀釋到爆炸極限下。同時在催化氧化爐上增加壓力排氣閥，在壓力過高時自動打開閥門進行減壓排氣，以防爐內(nèi)溫度壓力過高引起爆炸(因廢氣在熱氧化過程中迅速釋放大量熱能導(dǎo)致爐內(nèi)熱空氣壓力過大)。
 

　　整個催化燃燒治理裝置防范措施
 

　　整個催化燃燒治理裝置起火爆炸多發(fā)生在只有一套吸附裝置的系統(tǒng)中，因管道壁及設(shè)備內(nèi)聚集大量高濃度有機廢氣顆粒物，管道風(fēng)閥閉會間隙過大，在脫附催化燃燒過程中沒有停止生產(chǎn)， 車間進氣閥不能關(guān)閉，整個管路是全通的，此時脫附催化燃燒極可能在高溫作用下引起整個系統(tǒng)起火爆炸。針對上述情況應(yīng)該采取如下措施：安裝高質(zhì)量風(fēng)閥，經(jīng)常檢查漏氣情況，單套吸附的裝置系統(tǒng)中在脫附催化燃燒過程中應(yīng)停產(chǎn)處理等。