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　　燃燒法(直接燃燒、熱力燃燒和催化氧化)是揮發(fā)性有機(jī)化合物最常用的凈化技術(shù)，其中直接燃燒和熱力燃燒所需操作溫度高，燃燒反應(yīng)中往往需要較多的輔助燃料，同時(shí)易產(chǎn)生燃燒副產(chǎn)物，在實(shí)際應(yīng)用中(尤其針對(duì)中、低濃度有機(jī)廢氣)受到一定的限制。

        催化氧化法始于20世紀(jì)40年代，主要用于工業(yè)惡臭廢氣處理和裝置的能量回收。由于催化氧化技術(shù)具有高效、節(jié)能、環(huán)保、產(chǎn)物易于控制等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為凈化可燃性含碳?xì)浠衔锖蛺撼魵怏w的有效手段。

　　催化氧化技術(shù)已成功應(yīng)用于化工噴涂、漆包線、印刷、煉焦、絕緣材料等眾多行業(yè)的揮發(fā)性有機(jī)污染物廢氣凈化。催化氧化技術(shù)是典型的氣-固相催化過(guò)程，反應(yīng)中揮發(fā)性有機(jī)廢氣在催化劑的作用下發(fā)生完全氧化反應(yīng)。催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能，同時(shí)使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面，提高反應(yīng)速率，借助催化劑可以使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下發(fā)生無(wú)火焰燃燒，并氧化為CO2和H2O，同時(shí)放出大量的熱。催化氧化法的凈化效率通常在95%以上，其主要工藝流程如圖2-1所示。

　　當(dāng)有機(jī)廢氣量較大時(shí)，工程上一般將換熱器、燃燒室和催化床分別設(shè)計(jì)成獨(dú)立設(shè)備(分建式)，相互間用管路連接;當(dāng)有機(jī)廢氣量較小時(shí)，預(yù)熱器、燃燒室和催化床安裝在同一個(gè)設(shè)備中(組合式)。

　　待處理廢氣一般借助催化燃燒后的凈化氣預(yù)熱，當(dāng)有機(jī)廢氣溫度較低，且經(jīng)過(guò)預(yù)熱后仍不能達(dá)到催化燃燒溫度時(shí)，多數(shù)情況下是利用輔助燃料燃燒產(chǎn)生高溫燃?xì)馀c廢氣均勻混合升溫，大部分碳?xì)浠衔锟稍?00℃以內(nèi)通過(guò)催化劑床層迅速氧化[式(2-1)]。催化氧化的實(shí)質(zhì)是活性氧參與的劇烈氧化反應(yīng)，催化劑活性組分將空氣氧活化，當(dāng)與反應(yīng)物分子接觸時(shí)發(fā)生能量傳遞，反應(yīng)物分子被活化，從而加速氧化反應(yīng)的進(jìn)行。根據(jù)不同氧化階段的氧化溫度不同，催化氧化大致可以分為以下三個(gè)階段[1]：

　　①低溫階段，反應(yīng)為內(nèi)表面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制;

　　②中間階段，反應(yīng)速率受到擴(kuò)散過(guò)程控制;

　　③高溫階段，催化活性對(duì)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的控制變得尤為明顯。

　　無(wú)火焰催化氧化技術(shù)是VOCs治理行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的方法之一，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　①起燃溫度低，能量消耗少。催化氧化起燃溫度通常為250～500℃，能耗較少。由于反應(yīng)溫度降低，允許使用標(biāo)準(zhǔn)材料來(lái)代替昂貴的特殊材料，大大降低了設(shè)備費(fèi)用和操作成本。

　　②應(yīng)用范圍廣。催化氧化適用于濃度范圍廣、成分復(fù)雜的各種有機(jī)廢氣處理。目前催化氧化技術(shù)已成功地應(yīng)用于金屬漆包線、絕緣材料、印刷等生產(chǎn)過(guò)程中排放的有機(jī)廢氣處理，由于廢氣溫度和有機(jī)物濃度較高，催化氧化能實(shí)現(xiàn)自身熱平衡和部分熱量再利用，因此具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　③設(shè)備簡(jiǎn)單，易升級(jí)改造。由于催化反應(yīng)在催化劑表面進(jìn)行，提高了體積燃燒速率，燃燒鍋爐可以小型化。當(dāng)前，大部分燃燒設(shè)備采用的都是非催化燃燒，將現(xiàn)有的均相燃燒改革為催化燃燒只要將現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單升級(jí)改造即可實(shí)現(xiàn)，滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。

　　④凈化效率高，二次污染少。用深度催化氧化法處理有機(jī)廢氣的凈化效率一般都在95%以上，且最終產(chǎn)物為無(wú)污染的CO2和H2O，因此較少出現(xiàn)二次污染問(wèn)題，且氧化氣氛緩和，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，操作管理方便。此外，由于反應(yīng)溫度低，深度催化氧化能很好地控制熱力型NOx的生成。