VOCs（volatile organic compounds）是在常溫下，沸點(diǎn)50℃至260℃的各種有機(jī)化合物。VOCs種類繁多，來源也十分廣泛，成分復(fù)雜，常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、干洗、噴涂、化工等生產(chǎn)或使用有機(jī)溶劑的行業(yè)都會產(chǎn)生VOsC排放。

即使同一物質(zhì)，由于風(fēng)量不同、濃度不同，所需技術(shù)路線也不一樣。當(dāng)前VOCs處理方法有數(shù)十種，VOCs的末端處理技術(shù)包含兩類，第一類是非破壞性方法，即采用物理方法將VOCs回收；第二類是通過生化反應(yīng)將VOCs氧化分解為無毒或低毒物質(zhì)的破壞性方法。具體方法上，前者包括冷凝法、吸附法、吸收法和燃燒法。后者有生物法、膜技術(shù)、光催化法和等離子技術(shù)。

為了提高熱利用效率，降低設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，近年來發(fā)展了蓄熱式熱力焚燒技術(shù)（RTO）和蓄熱式催化燃燒技術(shù)（RCO）。RTO和RCO技術(shù)換熱效率高，可以在VOCs較低濃度下使用，近年來得到了廣泛應(yīng)用。下面就催化燃燒設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)介紹：

催化燃燒裝置（RCO）

RCO是指蓄熱式催化燃燒法，（英文名為“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition”）。催化燃燒法是在催化劑的作用下，將VOCs在200-400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O，是凈化碳?xì)浠衔飶U氣，消除惡臭的有效手段之一。RCO技術(shù)已成為VOCs控制的主流技術(shù)。但關(guān)鍵問題在于如何提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，提高催化劑適用性，以及降低催化劑成本。

RCO作用原理是：第一步是催化劑對VOC分子的吸附，提高了反應(yīng)物的濃度，第二步是催化氧化階段降低反應(yīng)的活化能，提高了反應(yīng)速率。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下，發(fā)生無氧燃燒，分解成CO2和H2O放出大量的熱，與直接燃燒相比，具有起燃溫度低，能耗小的特點(diǎn)，某些情況下達(dá)到起燃溫度后無需外界供熱，反應(yīng)溫度在200-400℃。

1.催化燃燒催化劑

1.1貴金屬催化劑

Pt，Pd，Rh等貴金屬催化劑，是最成熟、工業(yè)應(yīng)用最廣泛的；特點(diǎn)：活性高，選擇性好。

1.2過渡金屬氧化物催化劑

非貴金屬及其氧化物Mn、Cu、Cr、Ni、Ce、Zr等及其氧化物或復(fù)合氧化物催化劑。主要特點(diǎn)是：成本低、制備簡單、針對一些特殊污染物有較高的活性。目前已有較成熟的Cu-Mn-O催化劑在工業(yè)中應(yīng)用，但是范圍不廣。

2.催化劑作用特點(diǎn)

催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速度，但它本身并不進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)的計量。

催化劑對反應(yīng)具有選擇性，即催化劑對反應(yīng)類型、反應(yīng)方向和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)具有選擇性。

催化劑只能加速熱力學(xué)上可能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，而不能加速熱力學(xué)上無法進(jìn)行的反應(yīng)。

催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，而不能改變化學(xué)平衡的位置。

催化劑不改變化學(xué)平衡，意味著對正方向有效的催化劑，對反方向的反應(yīng)也有效。

3.貴金屬催化劑組成

催化劑由蜂窩載體、活性金屬、涂層材料等組成。

4.催化劑的組成結(jié)構(gòu)及失活

4.1催化劑失活

（1）中毒失活：含硫、磷、砷、鹵素?zé)艋衔?、重金屬化合物會與催化劑活性成分反應(yīng)，導(dǎo)致催化劑永久失活；

（2）悶死失活：低溫狀態(tài)下，大量的有機(jī)物進(jìn)入催化床，造成催化劑“悶死”，導(dǎo)致暫時失活；

（3）堵塞、結(jié)焦失活：灰塵、積炭、高沸黏性物附著于催化劑表面，結(jié)焦（催化劑表面上的含碳沉積物），覆蓋催化劑活性位點(diǎn)，導(dǎo)致催化劑作用喪失；

（4）燒結(jié)失活：高溫同時伴隨水蒸氣會引起嚴(yán)重的燒結(jié)和表面積損失，導(dǎo)致催化劑永久失活。

5.催化燃燒-應(yīng)用前提

（1）廢氣中粉塵、顆粒物比較多時要進(jìn)行預(yù)處理。

（2）廢氣中不含硅、 砷、重金屬等導(dǎo)致催化劑中毒成分。

（3）廢氣中鹵素、硫、磷等成分濃度不宜過高。

（4）廢氣中不含粘性物質(zhì)。

（5）廢氣濃度相對穩(wěn)定。

6.催化燃燒-應(yīng)用范圍

廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、涂裝、半導(dǎo)體制造、印刷等行業(yè)VOCs廢氣治理。

7.催化燃燒-應(yīng)用效果

7.1安全性能

（1）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)設(shè)計，針對多種工況條件均設(shè)計相應(yīng)的應(yīng)對措施。

（2）低溫、無焰燃燒降低明火的各種風(fēng)險。

（3）長期、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化效率保障廢氣組分濃度的一致性，能夠保障防爆措施的有效性。

7.2高效性能

（1）定制化的催化劑設(shè)計，合理的催化劑載體選型，有效的布置結(jié)構(gòu)，充分提升催化劑的理論轉(zhuǎn)化效率。

（2）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇呋D(zhuǎn)化裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計，合理的氣流分布，適宜的保溫措施，充分保障催化床反應(yīng)溫度，有效保證轉(zhuǎn)化效率一致性。

經(jīng)濟(jì)性能：

8.VOCs催化燃燒處理工藝

國內(nèi)外工程化應(yīng)用的VOCs廢氣催化燃燒工藝主要有：蓄熱式催化燃燒、熱回收式催化燃燒、直燃式催化燃燒、吸附濃縮-催化燃燒四類。

燃燒技術(shù)是較為有效和徹底的VOCs治理技術(shù)；催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)是最為普遍的VOCs燃燒治理技術(shù)，也是目前VOCs治理較為有效和徹底的治理技術(shù)。

無論是熱力焚燒法還是催化燃燒法都需要將廢氣加熱到相應(yīng)可燃的溫度。如果廢氣中有機(jī)物的濃度較高，廢氣燃燒后產(chǎn)生的熱量可以維持有機(jī)物分解所需要的反應(yīng)溫度，采用燃燒法是一種經(jīng)濟(jì)可行的方法。當(dāng)廢氣中有機(jī)物濃度較低時，由于傳統(tǒng)的催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)換熱效率低，需要大量耗能，治理設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較高。為了提高熱利用效率，降低設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，蓄熱式熱力焚燒技術(shù)（RTO）和蓄熱式催化燃燒技術(shù)（RCO）。RTO和RCO技術(shù)換熱效率高，可以在VOCs較低濃度下使用，近年來得到了廣泛應(yīng)用。