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第五节燃烧法•直接燃烧法•热力燃烧法•催化燃烧法燃烧法燃烧法是通过氧化作用，将废气中的可燃有害组分转化为无害，或易于处理和回收的物质的方法。其化学作用主要是燃烧氧化、个别情况下是热分解•燃烧法适用于处理废气中浓度较高、发热量较大的可燃性有害气体•燃烧法简便易行，可回收热能,但不能回收有害气体，易造成二次污染。•燃烧净化，可以广泛地应用于有机溶剂蒸气及碳氢化合物的净化处理。有害物质在燃烧氧化过程中被氧化成二氧化碳和水蒸气。燃烧净化也可以用于消除烟和臭味。燃烧法分类（一）直接燃烧法燃烧温度在1100度以上，特点是有火焰燃烧，燃烧温度高，可燃烧掉废气中的炭粒。H2S与空气混合，有足够热值维持燃烧，通过燃烧可以回收硫磺，消除其高毒恶臭，但生成S02，需进一步处理。剧毒的HCN，也可在空气中燃烧，然后排入大气。如果浓度高于燃烧上限，则可以混以空气再烧。许多情况是废气所含的可燃组分在燃烧下限以下，这就需要加入一定数量的天然气或其他辅助燃料，以维护燃烧。直接燃烧的设备，可以使用一般的炉、窑，把可燃废气当燃料使用。也可用燃烧器。敞开式的，特别是垂直位置的直接燃烧器称做“火炬”。火炬很少用于溶剂蒸气，而只用于很少灰分的废燃料气。火炬易受天气影响，特别是大风时可使某些未烧掉的燃料气扩散。火炬燃烧虽然是炼油和石油化工生产中的一个安全措施，但是也造成了能源的巨大浪费。近年来，国内外大力开展火炬气的综合利用工作，较大型的石油化工企业先后建设了多套火炬综合利用工程•含烃类废气的直接燃烧（火炬燃烧）•烃类物质大都不易溶于水，但在高温下易氧化燃烧，完全氧化时生成CO2和H2O。含烃类废气主要来源于炼油厂和石油化工厂。•在喷漆或烘漆作业中，常有大量的溶剂，如苯、甲苯、二甲苯等挥发出来，污染环境，损害工人身体健康。这些蒸气浓度较高时，可以采用直接燃烧法处理。火炬燃烧的优点缺点安全、简单、成本低不能回收热能将废气连续通入烟筒，在烟筒末端进行燃烧。火炬燃烧•图为直接燃烧法净化烘漆废气的流程。燃烧炉设在大型烘箱内，含有机溶剂的蒸气被风机从烘箱顶部抽出后，送入燃烧炉在800℃下燃烧。燃烧气体与烘箱内气体通过热交换器换热后排空。该法净化效率可达99.8%。（二）热力燃烧1．定义：废气中可燃烧的有害组分浓度低、热值低，必须采用辅助燃烧来提供热量，使废气中可燃物达到着火温度而销毁。2．燃烧过程：（1）燃料辅助燃烧提供预热能量；（2）高温燃气与废气混和以达到反应温度（3）废气在反应温度下达到充分燃烧。3．燃烧条件：温度、停留时间和湍流。热力燃烧的条件是废气分子与氧气在反应温度下充分接触一定的时间。这就是在供氧充分的情况下，热力燃烧的反应温度、驻留时间、湍流混合的三个要素，也就是国外所称温度(Temperature)、时间(Time)、湍流(Turbulence)的“三T条件”。“三T条件”具体指出了热力燃烧的必要条件。反应温度与驻留时间的互换性，即温度高允许驻留时间短，在实际应用中有一定的限度。因为氧化速度对温度有十分强烈的相关性。右图中表示了在通过燃烧室时温度和驻留时间对氧化速率的一般作用。图中显示在一个很窄的温度范围内，氧化速率几乎是从零开始急剧增加的，只是在这个窄的温度范围内，驻留时间才是对温度“敏感”的。温度和时间对可燃组分氧化速率的影响废气净化范围燃烧炉驻留时间(秒)反应温度(℃)碳氢化合物(HC销毁90％以上)碳氢化合物+CO(HC+C0销毁90％以上)臭味销毁50～90％销毁90～99％销毁99％以上烟和缕烟白烟(雾滴)(缕烟消除)(HC+CO销毁90％以上)黑烟(炭粒和可燃粒)0.3～0.50.3～0.50.3～0.50.3～0.50.3～0.50.3～0.50.3～0.50.7～1.0590～680680～820540～650590～700650～820430～540680～820760～ll00废气燃烧净化所需的反应温度与驻留时间列表•热力燃烧法的另一个要点，是不能把全部废气与所需的辅助燃料相混合，而要用一部分废气来助燃，把另一部分废气（旁通废气）与高温燃气混合，以达到反应温度。如果全部废气与燃料混合，就形不成可燃的混合气体，就会熄火，或者为维持燃烧而过多地消耗燃料。热力燃烧“三T条件”中的湍流混合，就是旁通废气与高温燃气处于较强的湍流状态，使混合能很快地达到分子混合水平，以便使废气中有害组分的分子能得到升温和氧化。热力燃烧的流程•“火焰接触”，就是使火焰直接与旁通废气混合，以达到较理想的湍流混合条件。•“火焰接触”可以改进高温燃气与冷的旁通废气的混合，而且火焰中存在的过量自由基还可以加速氧化。氧化作用在火焰中进行得很快。•但是，使全部废气都通过火焰与火焰接触是不可能的。盲目要求火焰接触，反而会导致熄灭，或污染加重。当发生“熄火”时，氧化过程终止，燃烧炉的排气中有醛、有机酸、一氧化碳等中间产物和原来的碳氢化合物。（三）催化燃烧催化燃烧主要用来治理工业有机废气和消除恶臭。在催化剂的作用下，有机废气中的碳氢化合物，可以在较低的温度下（300～400度）迅速氧化，生成二氧化碳和水，使气体得到净化。催化燃烧催化燃烧工艺特点:①进入催化燃烧炉的气体首先要经过预处理，除去粉尘、液滴及有害成分，避免催化床层的堵塞和催化剂的中毒。②进入催化床层的气体温度必须达到起燃温度反应才能进行，因此对低于起燃温度的气体必须进行预热。预热的方式可以采用电加热也可以采用烟道气加热，目前应用较多的是电加热方式。③催化燃烧放出大量的热，必须进行回收利用④若处理的气量较大，一般采用分建式流程，即将预热器、换热器、反应器等分别设立；若处理的气量较小，一般采用组合式流程，即将预热、换热、反应等部分组合安装在同一设备中，即所谓的催化燃烧炉。进行催化燃烧的关键是催化剂，用于催化燃烧的催化剂仅铂(Pt)、钯(Pd)等少数几种，其催化活性顺序为：PdPtCo3O4PdOCr2O3Mn2O3CuOCeO2Fe2O3V2O5NiOMo2O3TiO2采用燃烧法净化有毒气体需要考虑热量的回收利用，以减少能耗。特别需要注意的安全问题是防火、防爆及防止回火。(2)有机废气的催化燃烧催化燃烧实际上为完全的催化氧化，即在催化剂作用下，使废气中的有害可燃组分完全氧化为CO2和H2O。由于绝大部分有机物均具有可燃烧性，因此催化燃烧法已成为净化含碳氢化合物废气的有效手段之一。催化燃烧法己成功地应用于金属印刷、绝缘材料、漆包线、炼焦、化工等多种行业中净化有机废气。特别是在漆包线、绝缘材料、印刷等生产过程中排出的烘干废气，因废气温度和有机物浓度较高，对燃烧反应及热量回收有利，具有较好的经济效益，因此应用广泛。