（元琛科技）揮發性有機物（VOCs）無處不在，存在于化工、醫藥、涂裝、印刷，還存在于紡織生產、污泥處理等等行業。很多以前沒有聽到過的行業都有VOCs的問題。涂料中的VOCs成分非常復雜；污泥處理中的VOCs更加復雜，石化行業通常是難催化的烷烴?；?、石化行業雖然面臨比較難催化的烷烴，但是化學成分是明確的，而且通常是不會變化的。而印刷行業、噴涂行業，VOCs成分連業主都說不清楚，往往含有二氯甲烷，二氯乙烷難催化易中毒的物質。因此，對于VOCs處理，不管是哪一種技術，前期工作是非常重要的，即使是RTO也不是萬能的。

催化燃燒技術作為最新的VOCs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，近些年市場應用有了長足的發展。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，元琛科創研究院自2019年批準設立以來，圍繞VOCs廢氣高效綠色凈化技術，以綠色催化劑和清潔制備工藝為研發重點，開展相關工作，為持續優化催化劑及催化燃燒系統提供先進的技術支持。

1、催化燃燒的反應原理

“催化燃燒是典型的氣-固相催化反應，其實質是活性氧參與深度氧化。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時富集表面上的反應物分子以提高反應速率。借助于催化劑，有機廢氣可以在較低的起燃溫度下進行無焰燃燒，并氧化分解成和，同時釋放出大量的熱能。

2、什么是低溫催化劑
低溫催化劑性能指標：
起燃溫度≤200℃
氧化轉化效率≥95%
孔密度200-400cpsi
抗壓強度≥8MPa 

元琛科技低溫VOCs催化劑

3、催化劑在催化燃燒系統中的作用與影響
通常VOCs的自燃燒溫度較高，通過催化劑的活化，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（無催化劑存在）的燃燒溫度都會在600℃以上，這樣的燃燒會產生氮氧化物，就是常說的NOx, 這也是要嚴格控制的污染物。催化燃燒是沒有明火的燃燒，一般低于350℃，不會有NOx生成，因此更為安全和環保。

4、什么是空速？影響空速的因素有哪些
在VOCs催化燃燒系統中，反應空速通常指體積空速（GHSV），體現出催化劑的處理能力:反應空速是指規定的條件下，單位時間單位體積催化劑處理的氣體量，單位為m3/(m3催化劑•h)，可簡化為h-1。例如產品標注空速30000 h-1：代表每立方催化劑每小時能處理30000 m3廢氣。空速體現出催化劑的VOCs處理能力，因此和催化劑的性能息息相關。

5、貴金屬負載量與空速的關系。貴金屬含量是越高越好嗎？
貴金屬催化劑的性能與貴金屬的含量、顆粒大小和分散度相關。理想狀態下，貴金屬高度分散，此時的貴金屬以極小的顆粒（幾個納米）存在于載體上，貴金屬得到最大程度的利用，此時催化劑的處理能力與貴金屬含量成正相關。然而當貴金屬含量高到一定程度后，金屬顆粒容易聚集長大成為較大的顆粒，貴金屬與VOCs的接觸面反倒下降，大部分貴金屬被包在內部，此時增加貴金屬含量反而不利于催化劑活性的提高。

6、氣體燃燒后，氣體體積膨脹對空速的影響
穩定運行狀態下，氣體體積膨脹對空速影響不大，因為一般而言VOCs含量不高，僅僅這部分氣體的膨脹，體積流量的增加很少。

7、納米級催化劑的優勢是什么
納米催化劑是指催化劑的有效成分（比如貴金屬）以納米的尺度分散在載體上，催化劑的有效成分盡可能多地暴露在氣體中，使兩者的接觸機會大大增加，這樣的催化劑一般性能更為優越。

8、起燃溫度和完全轉化溫度的定義，以及與廢氣濃度的關系
起燃溫度：凈化率達到10%所需要的溫度
完全轉換溫度：凈化率>98%所需要的溫度
T50溫度:凈化率達到50%所需的溫度
T90溫度:凈化率達到90%所需的溫度
催化燃燒一經點起燃將在很短時間內達到高溫，而廢氣的濃度達到一定程度后，其反應放熱可實現自熱催化反應。

9、催化劑的堆碼方式
在壓降允許的范圍內，催化劑應按照“高瘦型”方式堆放，高徑比應大于1.5。否則靠器壁的催化劑的利用率會較低，影響整體催化劑床層的催化效果?？椎琅c氣體流向一致，保持一定孔道長度，各段催化塊應錯開擺放，四邊與反應器爐壁接觸部位應采用鋼骨架折邊或采用耐高溫材料密封防止廢氣漏通。

10、廢氣預處理可延長催化劑和催化燃燒設備的壽命，原因分析
廢氣可能含有一些對催化劑有害成分，如果已知有這樣的化學物質存在，則要對廢氣做預處理，否則這些有害成分會對催化劑的壽命產生很大影響。
廢氣應經過預處理（除塵除油除濕）再通入催化燃燒倉。
此外，灰塵、積碳及高沸粘性物附著于催化劑表面，覆蓋催化劑活性位點，會導致催化劑催化作用，因此，應盡量避免灰塵及高沸粘性物的引入。較高濕度環境中，水蒸氣和油霧漆霧在高溫下容易與催化劑發生作用，造成催化劑燒結失活，因此應盡量減少水蒸氣和油霧漆霧進入催化劑床層。

11、催化燃燒系統廢氣濃度控制的重要性
合適的廢氣濃度可以保證催化燃燒系統安全高效的處理廢氣，同時有利于延長設備和催化劑的使用壽命。
濃度過低：大量的能量用于加熱空氣，能耗高，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即采用吸附濃縮-高溫脫附-催化燃燒的工藝。
濃度過高：燃爆風險，溫升過高，燃燒溫度過高（長時間高于600度），對設備和催化劑都有傷害，造成催化劑燒結，這種工況建議加新風稀釋廢氣至爆炸下限以下，否則整個系統都有安全風險。

12、催化燃燒設備啟動和停車注意事項
系統啟動前，新鮮空氣預熱催化劑，然后預熱廢氣至250度以上方可引入催化燃燒系統；系統停車前，先切斷廢氣，繼續加熱催化劑并通入新鮮空氣，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化劑中毒，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壞作用很強，將導致催化劑的永久性失活，無法恢復活性。我司催化劑一般要求其總中毒物質含量低于500PPM。

14、催化劑積碳的處理
可將催化劑在新鮮空氣中，加熱至500℃，保持2-4小時，可除去或部分除去積碳。

15、影響催化劑壽命的因素 
催化劑的使用請嚴格遵照催化劑的使用工況說明。影響催化劑壽命的因素有：廢氣的預處理狀況即廢氣的潔凈度，催化燃燒系統的溫度，鹵素和催化劑的毒物，以及催化燃燒設備的操作規程等。

元琛科技實施的催化燃燒工程

16.關于催化劑使用選型及其資料收集
對催化燃燒技術，前期VOCs廢氣成分和濃度等資料收集工作尤其重要。所以，需要催化劑供應商具有強大的技術服務能力。

服務體現在如下幾個方面：
1.能否采用催化燃燒技術（廢氣成分、濃度、含量、工況標況等）；
2.用什么樣的催化劑（是否含硫、含氯）；
3.涂料溶劑的催化性能測試（小時實驗室工況模擬測試）；
4.提供催化劑的基本參數和注意問題（溫度及廢氣負荷、工況標況）；
5.催化燃燒設備使用過程中涉及催化劑的一系列服務；
6. 催化劑失活原因分析等。

由于業主單位使用的涂料、稀釋劑經常變化，所以我們經常會收到測試的請求，我們每年的測試量估計在幾百個樣品，為業主判斷能否安全采用催化燃燒技術。此外，使用過的催化劑的性能測試也是常規工作，通過催化劑性能測試，給業主提供建議，盡量為業主節約開支；通過催化性能測試加上其它表征技術，分析催化劑失活的原因。
總之，通過強大的技術服務，能夠避免很多差錯，讓催化燃燒設備使用的更加有效，給客戶創造價格。

元琛科技不同VOCs催化燃燒催化劑