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(jī)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(wú)焰燃燒，分解為二氧化碳和水，同時(shí)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(dá)90%。催化燃燒法具有能耗低、運(yùn)行可靠穩(wěn)定、無(wú)二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)，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(gè)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(diǎn)較低而脫附溫度過高，當(dāng)對(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行脫附處理時(shí)，會(huì)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(gè)方面著手：一是采用著火點(diǎn)高的活性炭；二是嚴(yán)格控制脫附溫度，使其遠(yuǎn)低于活性炭著火點(diǎn)。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(gè)溫度傳感器；在PLC 編程中加入脫附溫度超溫時(shí)停止脫附程序；同時(shí)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(bào)警及自動(dòng)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(shí)，由于爐內(nèi)含有大量氧氣，當(dāng)廢氣濃度達(dá)到廢氣組份中大部分有機(jī)廢氣的爆炸極*，就會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)。因此，要時(shí)刻監(jiān)測(cè)爐內(nèi)VOCs 濃度， 在進(jìn)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(shí)在催化氧化爐上增加壓力排氣閥，在壓力過高時(shí)自動(dòng)打開閥門進(jìn)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(gè)催化燃燒治理裝置防范措施
 

　　整個(gè)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(jī)廢氣顆粒物，管道風(fēng)閥閉會(huì)間隙過大，在脫附催化燃燒過程中沒有停止生產(chǎn)， 車間進(jìn)氣閥不能關(guān)閉，整個(gè)管路是全通的，此時(shí)脫附催化燃燒極可能在高溫作用下引起整個(gè)系統(tǒng)起火爆炸。針對(duì)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。