催化燃燒技術作為VOCs處理主要工藝之一，由于其投資成本相對較低

不生成NOx二次污染、無火焰燃燒，安全性好、反應溫度低，輔組能耗少等優(yōu)點，近年來得到廣泛的應用，尤其是在噴涂，包裝印刷、絕緣材料等行業(yè)。下面就催化劑燃燒技術的原理、催化劑、工藝流程及主要優(yōu)缺點做簡單介紹：

催化燃燒原理

催化燃燒，又叫催化氧化（Catalytic Oxidizer），通過使用催化劑降低反應活化能，使VOCs在較低的溫度下（250~400℃）在催化劑表面進行無焰燃燒，廢氣中的VOCs氧化分解為O2和H2O，并放出大量的熱量。由于氧化反應溫度低，所以極大地抑制了空氣中的N2氧化生成NOx。

不同種類的VOCs的轉化率取決于催化劑的種類，空速（停留時間）以及催化燃燒的溫度。因此應用時候需要根據(jù)實際的VOCs種類和濃度進行詳細設計，一般情況下催化劑溫度都要略高于實驗溫度，以確保VOCs去除率。

催化燃燒工藝流程

根據(jù)廢氣燃燒的熱量平衡，催化燃燒工藝流程可分為3種。(1)預熱式。有機廢氣溫度和濃度都較低，熱量不能自給，因此在進入反應器前需要在預熱室加熱升溫。燃燒凈化后氣體在熱交換器內與未處理廢氣進行熱交換，以回收部分熱量。該工藝通常采用或電加熱升溫至催化反應所需的起燃溫度。(2)自身熱平衡式。當有機廢氣排出時溫度高于起燃溫度(350℃左右)且有機物含量較高時，熱交換器回收部分凈化氣體所產生的熱量，在正常操作下能夠維持熱平衡，無需補充熱量，通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時使用。(3)吸附濃縮 催化燃燒。當有機廢氣的流量大、濃度低、溫度低，采用催化燃燒需耗大量燃料時，可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮，然后通過熱空氣吹掃，使有機廢氣脫附濃縮成為高濃度有機廢氣(可濃縮10倍以上)，再進行催化燃燒。此時，不需要補充熱源，就可維持正常運行。

沸石分子篩轉輪吸附濃縮

沸石是一種晶體結構的礦石，而我們用到的沸石分子篩就屬于沸石的化合物。

沸石分子篩轉輪分為三部分：吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，每個部分都是由耐熱、耐溶劑的密封材料分隔開來。沸石轉輪可以在各個功能區(qū)域內連續(xù)運轉，同步進行吸附脫附冷卻。

VOCs通過前端的過濾器進行初步過濾后，到沸石分子篩轉輪的吸附區(qū)。在吸附區(qū)（吸附區(qū)面積為S1）有機廢氣中VOCs被沸石分子篩吸附除去，有機廢氣被凈化后從沸石分子篩轉輪直接排出，通過煙囪進入空氣。

吸附在轉輪上的VOCs，在脫附區(qū)經(jīng)過約200℃小風量的熱風處理而被脫附、濃縮，濃縮倍數(shù)一般為5~25倍。濃縮倍數(shù)n=吸附面積*吸附速度/脫附面積/脫附速度。

脫附后的沸石轉輪在冷卻區(qū)被冷卻。經(jīng)過冷卻區(qū)的空氣，經(jīng)過加熱后作為再生空氣使用，達到節(jié)能的效果。以程反復循環(huán)，達到廢氣凈化的目的。

催化燃燒

催化氧化燃燒利用轉輪經(jīng)過脫附區(qū)后，VOCs 進入脫附管路，經(jīng)過脫附風機進入換熱器換熱，催化燃燒產生的部分熱量經(jīng)過換熱被VOCs重新帶入催化燃燒器內，加熱升溫進行催化劑催化處理，催化燃燒技術可以在較低溫度（300℃~500℃）下實現(xiàn)對VOCs95%以上凈化效率，完全反應后生成CO2和H2O，同時放出大量熱，產生的熱量一部分通過混合罐進入轉輪脫附區(qū)對吸附在轉輪上的VOCs進行脫附；一部分進入換熱器換熱，換熱后的部分熱量通過煙囪排出，另一部分被經(jīng)過換熱器的VOCs重新帶入催化燃燒器。反復循環(huán)利用，可以的降低能量損耗，同時實現(xiàn)廢氣自我催化分解的效果。

催化燃燒裝置具有 VOCs 去除效率高、能耗低、自動化操作方便等特點，現(xiàn)已被廣泛應用于各種行業(yè)。目前在我國，相對于傳統(tǒng)吸附技術與生化技術等VOCs 處理方法，催化燃燒工藝市場的占有率超過22%，其在國外市場占有率高達 29%，顯示出其日益成熟并且被市場廣泛接受的趨勢[4]。催化燃燒裝置適合處理中小風量（800~30 000 m3/h）廢氣，在風量較大、VOCs 質量濃度過低的情況下，可采用上游安裝沸石轉輪對氣體進行濃縮，下游利用催化燃燒裝置進行氧化處理的協(xié)同方法進行處理?？傮w來說，催化燃燒裝置與工藝是一種經(jīng)濟方便的 VOCs 廢氣處理方式。

噴漆廢氣屬于大風量、低濃度有機廢氣類型，根據(jù)行業(yè)要求及減少用戶投資成本、運行維護費用，本工程選用活性炭吸附濃縮 催化燃燒法（設備型號VOC-XC）凈化處理，預處理采用干式過濾除塵。

本凈化裝置是根據(jù)吸附（效率高）和催化燃燒（節(jié)能）兩個基本原理設計的。即吸附濃縮—催化燃燒法。該設備采用雙氣路或多氣路連續(xù)工作，設兩個或N個吸附床可交替使用，一個催化燃燒室，先將有機廢氣用活性炭吸附，當快達到飽和時停止吸附操作，然后用熱氣流將有機物從活性炭上吸附下來使活性炭再生；脫附下來的有機物已被濃縮（濃度較原來提高幾十倍）并送入催化燃燒室催化轉化成CO2和H2O排出，當有機廢氣濃度達到2000ppm以上時，有機廢氣在催化床可維持自然，不用外加熱，燃燒后的尾氣一部份排出大氣，大部份送往吸附床，用于活性炭的脫附再生。這樣可能滿足燃燒和脫附所需熱能，達到節(jié)能的目的，再生后的活性炭可用于下次吸附；在脫附時，凈化操作可用另一個吸附床進行，既適合于連續(xù)操作，也適合于間斷操作。