催化燃燒是一種涉及氣—固兩相的化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)機理為在有活性氧參與的條件下發(fā)生的深度氧化反應(yīng)[7]。在反應(yīng)過程中，加入催化劑可以顯著降低反應(yīng)所需的活化能，VOCs 富集在催化劑表面，在較低燃燒溫度下發(fā)生無焰燃燒，終分解為二氧化碳和水，同時釋放出大量的熱。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

CnHm (n m/4) O2→n CO2 m/2 H2O 能量在催化劑的作用下，VOCs 可以在較低溫度下充分燃燒，生成二氧化碳和水，去除率高達90%。催化燃燒法具有能耗低、運行可靠穩(wěn)定、無二次污染等突出優(yōu)點，在歐美國家已得到廣泛推廣應(yīng)用。在我國，催化燃燒法也是處理VOCs的主要手段，其應(yīng)用比例約為55%。目前，催化燃燒法已經(jīng)成為處理VOCs的主流。

催化燃燒氧化爐問題及防范措施

在處理高濃度VOCs 時，由于爐內(nèi)含有大量氧氣，當廢氣濃度達到廢氣組份中大部分有機廢氣的極限時，就會有的危險。因此，要時刻監(jiān)測爐內(nèi)VOCs 濃度， 在進入催化氧化爐的廢氣管道上安裝濃度稀釋裝置，將高濃度廢氣稀釋到極限下。同時在催化氧化爐上增加壓力排氣閥，在壓力過高時自動打開閥門進行減壓排氣，以防爐內(nèi)溫度壓力過高引起（因廢氣在熱氧化過程中迅速釋放大量熱能導(dǎo)致爐內(nèi)熱空氣壓力過大）。

催化燃燒法處理VOCs的過程中存在的活性炭吸附—脫附—催化燃燒法中活性碳起火的現(xiàn)象，VOCs（揮發(fā)性有機化合物） 是指在常壓下沸點在50~260 ℃、常溫下飽和蒸汽壓大于 133.32 Pa 的有機化合物， 或者在常溫常壓下任何能揮發(fā)的有機液體和固體[1]。VOCs 類目復(fù)雜，主要包含烯烴、烷烴、醇類、芳香烴、芳烴類、醛類、鹵代烴等，主要產(chǎn)生于制藥、制鞋、石油煉化和噴漆等行業(yè)[2]。某些VOCs對臭氧層有破壞作用，如含氫氯氟烴 (HCFCls)和氯氟烴 (CFCs)；VOCs 也是形成霧霾的重要前物，是有毒有害氣體的重要來源，環(huán)保部已將其列為細顆粒物之外蕞大的空氣污染元兇[3]。隨著工業(yè)化進程的加快，VOCs 引起的健康與環(huán)境問題引來越來越多的關(guān)注，VOCs 的處理也已迫在眉睫。

濃堿水資源化回用廠家介紹預(yù)熱裝置加熱后的熱氣可采用換熱器和床層內(nèi)布管的方式。預(yù)熱器的熱源可采用煙道氣或電加熱，目前采用電加熱較多。當催化反應(yīng)開始后，可盡量以回收的反應(yīng)熱來預(yù)熱廢氣。在反應(yīng)熱較大的場合，還應(yīng)設(shè)置廢熱回收裝置，以節(jié)約能源。

預(yù)熱廢氣的熱源溫度一般都超過催化劑的活性溫度。為保護催化劑，加熱裝置應(yīng)與催化燃燒裝置保持一定距離，這樣還能使廢氣溫度分布均勻。

從需要預(yù)熱這一點出發(fā)，催化燃燒法適用于連續(xù)排氣的凈化，若間歇排氣，不僅每次預(yù)熱需要耗能，反應(yīng)熱也無法回收利用，會造成很大的能源浪費，在設(shè)計和選擇時應(yīng)注意這一點。