VOCs（volatile organic compounds）是在常溫下，沸點(diǎn)50℃至260℃的各種有機化合物。VOCs種類(lèi)繁多，來(lái)源也十分廣泛，成分復雜，常見(jiàn)的有烴類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)、酯類(lèi)等。加油站、裝修、餐飲、干洗、噴涂、化工等生產(chǎn)或使用有機溶劑的行業(yè)都會(huì )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(xiàn)也不一樣。當前VOCs處理方法有數十種，VOCs的末端處理技術(shù)包含兩類(lèi)，第一類(lèi)是非破壞性方法，即采用物理方法將VOCs回收；第二類(lèi)是通過(guò)生化反應將VOCs氧化分解為無(wú)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，降低設備的運行費用，近年來(lái)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(lái)得到了廣泛應用。下面就催化燃燒設備進(jìn)行詳細介紹：

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，是凈化碳氫化合物廢氣，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(wèn)題在于如何提高催化劑的活性和穩定性，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，提高了反應物的濃度，第二步是催化氧化階段降低反應的活化能，提高了反應速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度下，發(fā)生無(wú)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)，某些情況下達到起燃溫度后無(wú)需外界供熱，反應溫度在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)應用最廣泛的；特點(diǎn)：活性高，選擇性好。

1.2過(guò)渡金屬氧化物催化劑

非貴金屬及其氧化物Mn、Cu、Cr、Ni、Ce、Zr等及其氧化物或復合氧化物催化劑。主要特點(diǎn)是：成本低、制備簡(jiǎn)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)反應速度，但它本身并不進(jìn)入化學(xué)反應的計量。

催化劑對反應具有選擇性，即催化劑對反應類(lèi)型、反應方向和產(chǎn)物的結構具有選擇性。

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

催化劑只能改變化學(xué)反應的速度，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(zhù)對正方向有效的催化劑，對反方向的反應也有效。

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.催化劑的組成結構及失活

4.1催化劑失活

（1）中毒失活：含硫、磷、砷、鹵素燈化合物、重金屬化合物會(huì )與催化劑活性成分反應，導致催化劑永久失活；

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

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

（4）燒結失活：高溫同時(shí)伴隨水蒸氣會(huì )引起嚴重的燒結和表面積損失，導致催化劑永久失活。

5.催化燃燒-應用前提

（1）廢氣中粉塵、顆粒物比較多時(shí)要進(jìn)行預處理。

（2）廢氣中不含硅、 砷、重金屬等導致催化劑中毒成分。

（3）廢氣中鹵素、硫、磷等成分濃度不宜過(guò)高。

（4）廢氣中不含粘性物質(zhì)。

（5）廢氣濃度相對穩定。

6.催化燃燒-應用范圍

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

7.催化燃燒-應用效果

7.1安全性能

（1）嚴謹的系統設計，針對多種工況條件均設計相應的應對措施。

（2）低溫、無(wú)焰燃燒降低明火的各種風(fēng)險。

（3）長(cháng)期、穩定的轉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）定制化的催化劑設計，合理的催化劑載體選型，有效的布置結構，充分提升催化劑的理論轉化效率。

（2）嚴謹的催化轉化裝置結構設計，合理的氣流分布，適宜的保溫措施，充分保障催化床反應溫度，有效保證轉化效率一致性。

經(jīng)濟性能：

8.VOCs催化燃燒處理工藝

國內外工程化應用的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(lèi)。

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(wú)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可燃的溫度。如果廢氣中有機物的濃度較高，廢氣燃燒后產(chǎn)生的熱量可以維持有機物分解所需要的反應溫度，采用燃燒法是一種經(jīng)濟可行的方法。當廢氣中有機物濃度較低時(shí)，由于傳統的催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)換熱效率低，需要大量耗能，治理設備運行費用較高。為了提高熱利用效率，降低設備的運行費用，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(lái)得到了廣泛應用。