催化燃燒裝置是一種通過氧化催化劑對(duì)加熱至一定溫度的廢氣催化氧化，使其生成無害的 CO2 與 H2O 的工藝設(shè)備。與傳統(tǒng)蓄熱燃燒、直燃式熱氧化爐相比，具有熱耗低、處理效率高（≥95%）的特點(diǎn)。常用的催化燃燒裝置根據(jù)氧化催化劑的工作溫度（250~400 ℃），可實(shí)現(xiàn)低溫氧化廢氣中的 VOCs，并大大節(jié)省處理廢氣的運(yùn)行成本。

1.1 催化燃燒裝置原理

催化燃燒裝置的結(jié)構(gòu)及處理流程如圖 1 所示。含 VOCs 廢氣進(jìn)入裝置入口，經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入換熱器室進(jìn)行熱交換，再進(jìn)入燃燒器室對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)加熱（燃燒用氧氣為廢氣中所含有的空氣，也可通過旁路風(fēng)閥補(bǔ)充空氣），待加熱至 350 ℃后由送風(fēng)機(jī)將預(yù)熱氣體抽至催化劑室進(jìn)行催化氧化。由于部分廢氣中含有硫、硅、磷等元素，會(huì)使催化劑，因此預(yù)加熱后的廢氣在進(jìn)入催化劑室前需進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)處理后的廢氣進(jìn)入催化劑室并與氧化催化劑接觸時(shí)，催化劑將廢氣中的 VOCs 氧化分解成CO2 和 H2O。處理后的無害氣體將被送入一次換熱器，與從入口來的廢氣進(jìn)行熱交換，達(dá)到節(jié)約熱源的目的。風(fēng)機(jī)采用耐高溫型號(hào)，放置于設(shè)備本體下游部分，目的在于使上游路徑形成負(fù)壓，防止氣體泄漏。裝置排氣口預(yù)設(shè)取樣孔，用于對(duì)處理后的廢氣進(jìn)行成分檢測。

催化燃燒裝置的優(yōu)缺點(diǎn)

催化燃燒廢氣處理技術(shù)是 20 世紀(jì) 40 年代末出現(xiàn)的。從 1949 年美國研制出世界上套催化燃燒裝置到現(xiàn)在，該技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于油漆、橡膠、塑料、樹脂、皮革、食品和鑄造等領(lǐng)域，也用于汽車尾氣凈化等方面。

中國在 1973 年開始將催化燃燒法用于治理漆包線烘干爐排出的有機(jī)廢氣，隨后又在絕緣材料、印刷工業(yè)等方面進(jìn)行了研究，使催化燃燒法得到了廣泛的應(yīng)用。

經(jīng)過多年來的發(fā)展與改良，催化燃燒裝置具有其特有的優(yōu)勢(shì)：

（1） 可處理絕大多數(shù)VOCs 廢氣；

（2）可將有機(jī)化合物氧化分解成無毒無害的 CO2 氣體與 H2O；

（3）分解效率高達(dá) 95%以上，無需作后續(xù)處理；

（4）可在低溫（200~400 ℃）下對(duì) VOCs 進(jìn)行分解，燃料消耗量低（節(jié)能）；

（5）催化劑使用壽命長，可根據(jù)入口氣體的風(fēng)量與 VOCs含量推斷催化劑的使用時(shí)間，且催化劑可進(jìn)行再生利用；

（6）設(shè)備內(nèi)為負(fù)壓結(jié)構(gòu)（風(fēng)機(jī)設(shè)置在設(shè)備內(nèi)部下游），可有效防止臭氣滲漏；

（7）具有高度安全性，能在低溫下進(jìn)行反應(yīng)，無粉塵的危險(xiǎn)；

（8）處理效率在 99%以上（徹底除臭）。

催化燃燒裝置的缺點(diǎn)：

（1）對(duì)于較大風(fēng)量且低VOCs 質(zhì)量濃度廢氣而言，處理費(fèi)用相對(duì)過高，可協(xié)同沸石滾輪濃縮設(shè)備進(jìn)行廢氣濃縮后再作催化氧化處理；

（2）用于處理 VOCs 的氧化用催化劑當(dāng)遇見硫、磷、硅等物質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生催化劑現(xiàn)象，因此需要設(shè)置預(yù)處理步驟。

目前我國各省采用的 VOCs 測試標(biāo)準(zhǔn)主要為天津，即 DB 12/524—2014《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》，測試方法采用 HJ 734—2014《固定污染源廢氣揮發(fā)性有機(jī)物的測定 固相吸附 - 熱脫附 / 氣相色譜 - 質(zhì)譜法》；相比于先前通過非總烴（ＮＭHC）來對(duì)廢氣處理質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，天津重點(diǎn)對(duì)、、與 VOCs（24 項(xiàng)）指標(biāo)進(jìn)行測試。VOCs 測試方法 HJ 734—2014 中主要揮發(fā)性有機(jī)物的測試內(nèi)容為：、、正己烷、乙酯、六二硅氧烷、3- 戊酮、、、環(huán)戊酮、乳酸乙酯、丁酯（醋酸丁酯）、丙二醇單酯 、、對(duì) / 間、 2- 庚酮、、鄰、、、1- 癸烯、2- 壬酮、1- 十二烯等。

根據(jù)對(duì)出口廢氣成分與質(zhì)量濃度的檢測得知，廢氣中的、、及 VOCs24 項(xiàng)測試結(jié)果均符合標(biāo)準(zhǔn)要求（印刷行業(yè) 50 mg/m3 以下），催化燃燒裝置的 VOCs 處理效率高達(dá) 99.2%，滿足國家大氣污染治理相關(guān)文件中催化燃燒裝置處理效率大于95%的要求。