燃燒技術是當下（xià）處理VOCs的（de）主流技術，其中包含催化燃燒、熱力燃燒、蓄熱催化燃燒、蓄（xù）熱熱力燃燒、濃縮催化燃燒（shāo）等。燃燒技術的基理是VOCs在高溫下發生氧化反應（yīng），氧（yǎng）化反應的本質（zhì）就是燃燒反應，是一種放熱反應，VOCs在燃燒過程的（de）放熱量與VOCs的（de）種類和濃度有關。
因而，從安全方麵考慮，VOCs燃燒（shāo）的安（ān）全使用濃度顯得尤為重要。了解VOCs燃燒（shāo）過程的溫（wēn）升（shēng）和可燃氣體爆炸下限，有利於提高RTO、RCO設備技術的安全性能。
1、VOCs的爆炸下限是什麽？
可燃氣體在空（kōng）氣中遇明火（huǒ）火種爆炸的*低（dī）濃度，稱之為爆炸下限，亦稱燃燒下限，英文名（míng）稱Lower Explosion Limited，即%LEL。空氣中可燃氣體濃度達到其爆炸（zhà）下限值時，這個場所可（kě）燃氣環境爆炸危險度就達到了（le）百分之百，即100％LEL；如果可燃氣體含（hán）量隻達到（dào）其（qí）爆（bào）炸（zhà）下限的百分之十（shí），那（nà）這個場所此時的可燃氣環境爆炸危險度為（wéi）10％LEL。
下表是常見VOCs在標準狀態下（xià）爆炸下限值（zhí）。為了確保VOCs處理設備的安全運行，VOCs廢氣的濃度必須控製在對應有機物爆（bào）炸極限的25%以下。
為什麽要控製在25%LEL以下（xià）呢？首先（xiān），可燃氣體的爆炸下限濃度與可燃氣（qì）體的初始溫度有（yǒu）關：以正己烷為例，下圖是溫（wēn）度對於正己烷爆炸（zhà）下限濃度的影響（姚潔等，工（gōng）業安全與環（huán）保，2012，38（2）：48），可見當可燃氣（qì）體初始（shǐ）溫度提高，相應爆炸下限濃度（dù）下降。
當氣體溫度達到600K（327°C）時（shí），爆炸（zhà）下限濃度達到室溫的75%，所以提高溫度會導致爆炸下限濃度明顯下降。而且實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，實際操作（zuò）中要控製在LEL濃度的25%內。
2、VOCs燃燒過（guò）程中（zhōng）的絕熱溫升
什麽是（shì）絕熱溫升？絕熱溫升指放熱（rè）反應物（wù）完全轉化時（shí）所放出的熱量（liàng）可（kě）以使（shǐ）物料升高的溫度。其表達式為：
式中分子為反應熱（J/mol）與物料摩爾濃度(mol/L)的乘積；分母為物料平均密度(kg/L)與物料平均比熱容(J/kg*K)的乘積。
VOCs的燃燒過程是強放熱反應，因放熱使得氣體溫度的升高。下表（biǎo）是幾種常見VOCs濃度1000mg/m3時完全燃燒的絕熱溫升。
如果采用（yòng）催化燃燒技術處理VOCs，在設備和催化（huà）正常的情況下，催化反應前後氣體溫度（dù）的變化（溫升（shēng））則反映了VOCs的濃度變化。如1000mg/m3甲苯（běn）完（wán）全燃燒的絕熱溫升為（wéi）31.95°C，如在（zài）實際使用過程中，溫升達到320°C，那就說（shuō）明甲苯濃度大約（yuē）達到了10000mg/m3，此時已經非常接近甲苯的25%LEL值，已經是非常不安全了，必須及時降低甲（jiǎ）苯濃（nóng）度。
在活性炭濃縮-催化燃燒係統中，在活性（xìng）炭脫附過程，可以通過VOCs催化劑床（chuáng）層的溫升，來檢測VOCs濃度的變化，很多可燃氣體濃度報警器就是利用這一原理。
3、VOCs設備的防爆注意點
1、處理裝置設計和采用的電器（qì）元（yuán）件必須按照（zhào）規（guī）範（fàn）要求符（fú）合防爆等級
2、設備（bèi）布置要（yào）滿足安全距離的要求
3、與氣體接觸的自動控製閥（fá）必須使（shǐ）用氣動閥
4、必須選用防爆風機
5、在所有（yǒu）處理係統中必須在適當位置安裝符（fú）合國家標（biāo）準的阻火器
6、在處理裝置（zhì）中的敏感部位（超溫、超（chāo）壓等（děng））要按照規（guī）範設置報警裝置（zhì）及應急處理措施
7、為確保運行安全，必要時可采用連鎖設計
8、要考慮現場整體的安全、環境應急預案
4、VOCs的爆炸（zhà）下限（xiàn）基本概念（niàn）及求解案例
有機廢氣大多為易燃易爆物（wù）質（zhì），被（bèi）處理的VOCs混合氣的爆炸性問題更是方案設計不可或缺的部分。
首先，分享幾（jǐ）個基本概念（niàn）。①閃點是指（zhǐ）可燃氣體揮發出（chū）的蒸氣和空氣（qì）的混合物與火（huǒ）源接觸能夠（gòu）閃燃的*低溫度。閃點越低，引發火災（zāi）事故的危險性越大。如常見的VOCs類（lèi）汽油、苯、酒精等閃點在28℃以下，容易引發火災（zāi）事故。②爆炸極限也稱爆炸濃度極限（xiàn），是指可燃物質（可燃氣體、蒸氣和粉塵）與空氣（qì）（或氧氣）必須在一定的濃（nóng）度範圍內均勻混合（hé），形（xíng）成預混氣，遇著火源才會發生爆炸，這個濃度範圍。
例如常見的VOC：苯，其與空氣混合的爆炸極限為1.5%～9.5%，前後兩個數字分別稱為爆炸下限和（hé）爆炸上限，這兩者有（yǒu）時亦稱為著火下限（xiàn）和著（zhe）火上限（xiàn）。在低於爆炸（zhà）下限時不爆炸也不著火；在高於爆炸上（shàng）限時不會爆炸（zhà），但能燃燒（shāo）。這是由於前者的可燃物濃（nóng）度不夠，過量空氣的（de）冷卻作用，阻（zǔ）止了火焰的蔓延；而後（hòu）者則是空氣不足，導致火焰不（bú）能（néng）蔓延的（de）緣故。常見物質的爆炸極限如下，僅供參考：
附：混合氣體（tǐ）的爆炸極限計算（僅供參考）
公式（shì）為：Lm=1/（Y1/L1+Y2/L2+Y3/L3），式中：
Lm——混合（hé）VOCs爆炸極限（%）；
Y1、Y2、Y3——混合物中組成（%）；
L1、L2、L3——混合氣體各組份相應的爆炸極限（%）。
例如：一天然氣組成如下：甲烷80%（L下=5.0%）、乙烷15%（L下=3.22%）、丙烷4%（L下=2.37%）、丁烷1%（L下=1.86%）
求該天然氣的爆炸下限。解：Lm=1/（80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86）= 4.369%（來（lái）源：VOCs減排工作站）
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