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催化燃燒技術原理

催化燃燒技術作為VOCs廢氣處理工藝之一，因為其凈化率高，燃燒溫度低（一般低于350℃），燃燒沒有明火，不會有NOx等二次污染物的生成，安全節能環保等特點，在環保市場應用有了很好的發展前景。催化劑作為催化燃燒系統的關鍵技術環節，催化劑的合成技術及應用規則就顯得尤為重要。

催化燃燒反應原理是有機廢氣在較低溫度下在催化劑的作用下被完全氧化和分解，達到凈化氣體目的。催化燃燒是典型的氣固相催化反應，其原理是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低反應的活化能，同時使反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，有機廢氣可以在較低的起燃溫度下無焰燃燒并且在釋放大量熱量，同時氧化分解成CO2和H2O。

針對不同廢氣情況采用不同的形式的催化燃燒工藝，但不論哪種工藝都具備以下特點：

1.在催化劑的特點中有提到第四條，廢氣中不允許含有塵粒或者霧滴，會減少催化燃燒的使用壽命，所有進入催化燃燒的廢氣都應先經過預處理、除去粉塵、液滴及有害組分。

2.進入催化床層的氣體必須都要達到催化劑的起燃溫度，只有這樣，催化反應才可以進行。對于低于起燃溫度的廢氣需先進行預熱使其達到起燃溫度。預熱一般可采用電加熱和煙道氣加熱，目前電加熱的應用多一些。

催化燃燒法處理VOCs的過程中存在的活性炭吸附—脫附—催化燃燒法中活性碳起火的現象，VOCs（揮發性有機化合物） 是指在常壓下沸點在50~260 ℃、常溫下飽和蒸汽壓大于 133.32 Pa 的有機化合物， 或者在常溫常壓下任何能揮發的有機液體和固體[1]。VOCs 類目復雜，主要包含烯烴、烷烴、醇類、芳香烴、芳烴類、醛類、鹵代烴等，主要產生于制藥、制鞋、石油煉化和噴漆等行業[2]。某些VOCs對臭氧層有破壞作用，如含氫氯氟烴 (HCFCls)和氯氟烴 (CFCs)；VOCs 也是形成霧霾的重要前物，是有毒有害氣體的重要來源，環保部已將其列為細顆粒物之外蕞大的空氣污染元兇[3]。隨著工業化進程的加快，VOCs 引起的健康與環境問題引來越來越多的關注，VOCs 的處理也已迫在眉睫。

?催化燃燒應用在燃氣輪機發電領域

催化燃燒應用于燃氣輪機發電不僅能夠降低對環境的破壞，還大大提高了燃氣輪機的效率。美國在20世紀末蕞后10年里，天燃氣電廠以每年6000MW裝機容量的速率逐年遞增。隨著“西氣東輸”世紀工程的啟動，我國天燃氣發電領域也逐漸與世界接軌，因此對該領域中存在的應用技術問題的探索已是刻不容緩。

燃燒中的環境問題是由于天燃氣的熱值較高，使得燃燒室溫度高達1800℃ ，助燃空氣中的N2發生高溫氧化，造成NOX污染。它以催化燃燒代替傳統的火焰燃燒方式,燃燒室溫度被降至1500℃以下,能夠有效地抑制熱效應NOX生成反應的發生。

工業領域對催化燃燒技術的興趣還在于,催化劑能夠穩定貧燃火焰,進行高空燃比燃燒,增大了燃料的利用率;另外，催化劑促進的無焰燃燒,產生的熱流溫度適中，無須冷卻空氣進行稀釋,可直接驅動燃氣輪機,從而提高熱效。