工业有机废气热氧化技术研究进展

赵洁

摘要：随着社会经济的繁荣发展与不断进步，环境污染问题也愈发严重，有机化工企业生产过程中排放的废气大多是结构复杂、有毒有害的污染物质，会对大气造成严重污染。为此，工业有机废气的处理也成为了现阶段急需解决的问题。进行有机废气处理时，应借助热氧化技术实现废气的无害化处理，从而进一步推动生态文明建设。

关键词：工业有机废气;热氧化技术;研究进展

引言：

有机化工企业排放废气中的主要组成因素是具有挥发性的有機化合物，若不对其进行无害化处理，不仅会对环境造成严重污染，还会在一定程度上影响社会人民群众的日常生活质量与生命财产安全，同时也会引发一定的资源浪费想象。基于以上情况，需做好工业有机废气的无害化处理。

1.热氧化法的概述

热氧化法也被称为燃烧法，是指在特定的温度条件下让工业废气与氧气发生一定的化学反应，在有机物燃点温度下对其有机物裂解氧化，最终生成水与二氧化碳等物质，从而实现废气的无害化处理。热氧化处理技术中最为常见的废气处理装置为间壁式、直接燃烧式以及蓄热式等，可有效改善废气污染问题，为后续的生态环境保护治理工作的开展奠定扎实基础。

2.有机废气热氧化法的工作原理

2.1直接燃烧技术

直接燃烧技术是最为典型，也是最为基础的工业有机废气无害化处理方式，通常情况下，将有机废气作为燃烧原料来进行直接燃烧，具有较强的适用性，但相关设备仪器的操作较为复杂，需要投入一定的人力财力资源。直接燃烧技术的综合热效率较差，极容易产生氮氧化物导致造成废气的二次污染现象。若工业有机废气的温度达到了一定的燃烧条件可选择直接燃烧法。

2.2蓄热式热氧化技术

蓄热式热氧化技术可保证工业有机废气达到氧化时的温度，是利用蓄热体自排除燃烧区的气体当中吸收并存储热量并在转变流向后释放出热量，基于此可有效减少辅助燃料的使用量，降低一定的资源投入，减少其工程造价，在一定程度上保证了企业单位的经济收益。

蓄热式热氧化技术的自动化水平较高，一般应用于气体浓度范围2-8g/m?，且大风量的工业有机废气处理过程，能够实现有机废气的无害化处理。若废气的浓度超过规定标准，RTO装置则不需要添加辅助燃料。与直接燃烧技术相比，蓄热式热氧化技术的便捷性与安全性、稳定性较高，可以节省一定程度的能源消耗。

2.3蓄热式催化氧化技术

蓄热式催化氧化技术能够使工业有机废气可在低温的条件下发生氧化反应，与蓄热式热氧化技术具有一定的相似性，其系统结构大多相同。唯一不同的一点是，蓄热式催化氧化技术为了让有机物有效的附着于催化剂表面，在蓄热层面上多设置了催化床层，从而有效降低了氧化过程中所需要的催化剂。

3.热能回收及热氧化器类型

3.1直接燃烧式热氧化器

直接燃烧式热氧化器又被称之为后燃器，其设备简单，所需要的相关资源也最为节省，可适用于任何类型的OC，VOC去除率高达99%以上，由混合区、助燃气以及燃烧室三部分构成，为最终的化学反应提供充足空间。其中，石油烃与天然气都可作为直接燃烧式热氧化器的辅助燃料使用，可起到预热VOC气体的作用。

同时，直接燃烧式热氧化器本身并不配备余热回收系统，由于直接燃烧式热氧化器的VOC废气进口温度较高，炉身温度与操作温度极高，燃烧室出来的废气温度也更高，可达到800℃左右，工作人员需采取科学合理的方式来回收其中的热量做其他用途，若不对其热量加以回收，直接燃烧式热氧化器的运行费用相对来说则较大。

3.2间壁式热氧化器

间壁式热氧化器是将金属制成的换热器设置在燃烧室的排气端口，在热氧化装置中设置间壁式换热器，其排出的高温气体的热量可传递待处理的VOC工业有机废气，即进口处的低温气体，待预热后再发生氧化反应。通常情况下，间壁式热氧化器尝试用板式换热器，可尽可能的多回收大部分热能，常规的管式换热器的热能回收率在50%左右，而板式换热器的热能回收率能够达到70%，具有再循坏的经济优点以及较高的性价比，促进企业单位经济效益与社会效益的提升。

在设计中，工作人员若采用单流径的设计方式可增加间壁式热氧化器安装的紧密度，使其能够顺利的设置于滑道。当VOC含量处于稳定的较高状态时，其系统的实际价值可发挥到最大效益;当VOC含量处于稳定性较差且含量较低的状态时，工作人员需及时添加适当的辅助燃料，同时也要高度重视氮氧化物的生成量，避免不必要的氮氧化物处理装置的设置。

同时，间壁式热氧化器的操作温度一般规定为750℃以内，避免其自燃问题的出现，在工艺设计中，需采用更高程度的湍流以及更长的停留时间。若处理的是含氯化合物，企业单位需使用耐酸耐热的材料制作工艺，提升其安全性与稳定性。

3.3蓄热式热氧化器

蓄热式热氧化器又被称为换热床，具有一定的特殊性，可在热氧化装置中设置热交换器对工业有机废气进行预热处理，在预热之后方可开始氧化反应。一个蓄热式热氧化器一般应安装两个或多个换热床，废气所含热能被吸收储存用来加热下一循环的工艺废气，废气温度也因此下降。同时，气流控制阀使进出口气体按既定方式交替在两个换热床中进出，气流控制阀切换的时间间隔为1-3分钟，因此具有压降较低的优势以及一定的成本优势，能够达到能量回收的目的。对在换热床上积累的VOC有机废气，为使可冷凝性有机化合物被彻底焚烧掉，工作人员可增强床温功能。此外，若工艺废气中VOC含量足够高，则无需辅助燃料来助燃。

结束语：

总而言之，随着社会市场经济的不断发展，热氧化技术是现阶段十分重要的工业废气的无害处理方式，除此种方式以外还有化学、物理以及生物处理方式。在热氧化技术处理期间，工作人员需根据VOC废气的排放情况，科学合理的选择热氧化处理技术，从而提高废气处理的环境效益，促进生态文明建设的有序开展。

参考文献

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