温故知新 | VOCs的爆炸下限与绝热温升，值的收藏~

燃烧技术是当下处理VOCs的主流技术，其中包含催化燃烧、热力燃烧、蓄热催化燃烧、蓄热热力燃烧、浓缩催化燃烧等。燃烧技术的基理是VOCs在高温下发生氧化反应，氧化反应的本质就是燃烧反应，是一种放热反应，VOCs在燃烧过程的放热量与VOCs的种类和浓度有关。因而，从安全方面考虑，VOCs燃烧的安全使用浓度显得尤为重要。了解VOCs燃烧过程的温升和可燃气体爆炸下限，有利于提高RTO、RCO设备技术的安全性能。 1、VOCs的爆炸下限是什么？可燃气体在空气中遇明火火种爆炸的最低浓度，称之为爆炸下限，亦称燃烧下限，英文名称Lower Explosion Limited，即%LEL。空气中可燃气体浓度达到其爆炸下限值时，这个场所可燃气环境爆炸危险度就达到了百分之百，即100％LEL；如果可燃气体含量只达到其爆炸下限的百分之十，那这个场所此时的可燃气环境爆炸危险度为10％LEL。下表是常见VOCs在标准状态下爆炸下限值。为了确保VOCs处理设备的安全运行，VOCs废气的浓度必须控制在对应有机物爆炸极限的25%以下。为什么要控制在25%LEL以下呢？首先，可燃气体的爆炸下限浓度与可燃气体的初始温度有关：以正己烷为例，下图是温度对于正己烷爆炸下限浓度的影响（姚洁等，工业安全与环保，2012，38（2）：48），可见当可燃气体初始温度提高，相应爆炸下限浓度下降。当气体温度达到600K（327°C）时，爆炸下限浓度达到室温的75%，所以提高温度会导致爆炸下限浓度明显下降。而且实际工况中大多数是混合VOCs，混合VOCs的爆炸下限浓度具有不确定性。所以，实际操作中要控制在LEL浓度的25%内。