燃燒技術(shù)是當下處理VOCs的主流技術(shù)之一,其中包含催化燃燒、熱力燃燒、蓄熱催化燃燒、蓄熱熱力燃燒、濃縮催化燃燒等。燃燒技術(shù)的基理是VOCs在高溫下發(fā)生氧化反應,氧化反應的本質(zhì)就是燃燒反應,是一種放熱反應,VOCs在燃燒過(guò)程的放熱量與VOCs的種類(lèi)和濃度有關(guān)。因而,從安全方面考慮,VOCs燃燒的安全使用濃度顯得尤為重要。了解VOCs燃燒過(guò)程的溫升和可燃氣體爆炸下限,有利于提高RTO、RCO設備技術(shù)的安全性能。
可燃氣體在空氣中遇明火火種爆炸的zui低濃度,稱(chēng)之為爆炸下限,亦稱(chēng)燃燒下限,英文名稱(chēng)Lower Explosion Limited,即%LEL??諝庵锌扇細怏w濃度達到其爆炸下限值時(shí),這個(gè)場(chǎng)所可燃氣環(huán)境爆炸危險度就達到了bai分之百,即100%LEL;如果可燃氣體含量只達到其爆炸下限的百分之十,那這個(gè)場(chǎng)所此時(shí)的可燃氣環(huán)境爆炸危險度為10%LEL。
下表是常見(jiàn)VOCs在標準狀態(tài)下爆炸下限值。為了確保VOCs處理設備的安全運行,VOCs廢氣的濃度必須控制在對應有機物爆炸極限的25%以下。
常見(jiàn)TVOC的LEL和25%LEL值 | ||
TVOC | LEL (mg/m3) | 25%LEL (mg/m3) |
苯 | 38336 | 9584 |
甲苯 | 41453 | 10363 |
乙酸乙醋 | 79276 | 19819 |
丙酮 | 59386 | 14846 |
正丁醇 | 42441 | 10610 |
苯乙烯 | 46856 | 11714 |
正己烷 | 38769 | 9692 |
乙酸 | 132630 | 33157 |
丁酮 | 50137 | 12534 |
乙醇 | 62180 | 15545 |
為什么要控制在25%LEL以下呢?首先,可燃氣體的爆炸下限濃度與可燃氣體的初始溫度有關(guān),當可燃氣體初始溫度提高,相應爆炸下限濃度下降。實(shí)際工況中大多數是混合VOCs,混合VOCs的爆炸下限濃度具有不確定性。所以,實(shí)際操作中要控制在LEL濃度的25%內。
如果采用催化燃燒技術(shù)處理VOCs,在設備和催化正常的情況下,催化反應前后氣體溫度的變化(溫升)則反映了VOCs的濃度變化。如1000mg/m3甲苯wan全燃燒的絕熱溫升為31.95°C,如在實(shí)際使用過(guò)程中,溫升達到320°C,那就說(shuō)明甲苯濃度大約達到了10000mg/m3,此時(shí)已經(jīng)非常接近甲苯的25%LEL值,已經(jīng)是非常不安全了,必須及時(shí)降低甲苯濃度(絕熱溫升指放熱反應物wan全轉化時(shí)所放出的熱量可以使物料升高的溫度)。
HY/BJQ系列的煙氣、廢氣、尾氣、管道與煙囪的有機揮發(fā)物在線(xiàn)監測系統,可實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測有機揮發(fā)物的濃度或爆炸下限,整體由取樣單元、前置預處理單元、輔助單元、吹掃單元、標定單元、分析單元等組成,是集氣體采樣、氣體過(guò)濾、氣體降溫、管路吹掃、流量控制、實(shí)時(shí)濃度顯示、設備聯(lián)動(dòng)等功能為一體的標準化、模塊化、專(zhuān)業(yè)化氣體檢測儀系統集成產(chǎn)品;氣體在線(xiàn)監測系統經(jīng)主動(dòng)采樣、專(zhuān)業(yè)樣氣預處理后,將干凈、干燥、恒定的樣氣送至氣體檢測儀表。
監測系統的數據處理系統具有現場(chǎng)數據實(shí)時(shí)傳送、報表統計、圖形數據分析和數據導出等功能,實(shí)現了工作現場(chǎng)的無(wú)人值守。整套系統結構簡(jiǎn)單,動(dòng)態(tài)范圍廣,實(shí)時(shí)性強,組網(wǎng)靈活,運行成本低,同時(shí)系統采用模塊化結構,組合方便,并且能夠wan全滿(mǎn)足與企業(yè)內部的DCS系統通訊的要求。