voc催化燃燒

借助催（cuī）化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條（tiáo）件下，發生無焰燃燒，並氧化分解為C0：和H：0，同時（shí）放出大量熱

1）起燃溫（wēn）度低，反應速率快，節省能源。催化燃燒過程中，催化劑起到降低VOCs分子與氧分子反應的活化能，改變反應途徑的作用。

2）處理效率高，二次汙染物和溫室氣體排放量少。采用催化燃燒處理VOCs廢氣的淨（jìng）化率通常在95%以上，終產（chǎn）物（wù）主（zhǔ）要為CO2和H20。由於催化燃燒溫度低，大量減少NOx的生成[3-5]。輔助燃料（liào）消耗排放的CO2量在總C02排放量中占（zhàn）很大比例，輔助能源消耗量減少，顯然減少了溫室氣體（tǐ）C02排放量。

3）適（shì）用範圍廣，催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體，適合處理的VOCs濃（nóng）度範圍廣。對於低濃度、大流（liú）量、多組分而無回收價值的VOCs廢氣，采（cǎi）用催化燃燒（shāo）法處理（lǐ）是最經濟合理的（de）。

1、催化（huà）燃燒催化劑活（huó）性組分（fèn）

工業上的催化劑都是由活性成分、助劑和載體（tǐ）等組成，其中（zhōng）活性組（zǔ）分（fèn）及其分布、顆粒大小、催化劑載體對催化效果和壽命有很大的影響。用於催化燃燒VOCs的催化（huà）劑的活性成分可分為貴金屬（shǔ）、非貴金屬（shǔ）氧化物。

貴金屬是低溫催化燃燒最（zuì）常用的催化劑，其優點是具（jù）有較高的活性、良好的抗（kàng）硫性，缺（quē）點是活性（xìng）組分容易揮發（fā）和燒結，容易引起氯中毒、價格昂貴，資源短缺；貴金屬催化劑

Pt、Pd、Ru等貴金屬對烴（tīng）類及其衍生物的（de）氧（yǎng）化都具有很高的催化活（huó）性（xìng），且使用壽命長、適用範圍廣、易於回收，因而是最常（cháng）用的廢氣燃燒催化劑。如我國最早（zǎo）采用的Pt一AI：0，催化劑就屬（shǔ）於此類催（cuī）化劑。但由於（yú）其資源稀少、價格昂貴（guì）、耐中毒性差，因此，人們一直（zhí）在努力尋找（zhǎo）替代品，盡量減少（shǎo）其用量。

非貴金屬氧化物（wù）催化劑主要有鈣鈦礦型、尖晶石型以（yǐ）及複合氧化物催化劑等，價

格相對較低，也表現出很好的催化性能，如鈣鈦礦型催化劑高溫熱穩定（dìng）性較好，尖（jiān）晶（jīng）石型催化劑（jì）具有優良的低溫活性，但其不足之處（chù）在於催（cuī）化活性相對較（jiào）低（dī），起燃溫度較高。複氧化物催化劑

一般認為，複氧（yǎng）化物之間由於存在結構或電子（zǐ）增刊（kān）譚明俠等：VOC催化（huà）燃燒技術385調變等相互作用，活性比相應的單一氧化物（wù）要高。主要有（yǒu）以下兩大類：（1）鈣鈦礦型複氧化物（wù）。稀土與過渡金屬氧化（huà）物在一（yī）定條件下可以形成具有天然鈣鈦礦（kuàng）型的（de）複合氧化物，通式為AB0，，其（qí）活（huó）性明顯（xiǎn）優於相應的單一（yī）氧（yǎng）化物。A為四麵體型結（jié）構，B為八麵體形結構；A和B形成（chéng）交替立體結構，易於取代而（ér）產生晶格缺陷，即催化活性（xìng）中心位（wèi），表麵晶格氧提供高（gāo）活性的氧化中心，從（cóng）而實現深度氧化反應。常見的有BaCu0：、LaMn03等；（2）尖晶石型複氧化物。作為複氧化物重要的一種結構類型，以AB2X4表（biǎo）示，尖晶石亦具有優良的深度氧化催化活性。如（rú）對CO的催化燃燒起燃點落在低溫區（約80℃），對烴（tīng）類亦在低溫區可實現完全氧化。其中研（yán）究最為（wéi）活躍（yuè）的CuMn：0。尖晶石，對芳烴的活性尤為（wéi）出色。如使C，H。

完全燃燒隻需260℃，實現低溫催化燃燒，這點具有（yǒu）特別實際意義（yì）。

過渡金屬氫化物催化劑

作為取代（dài）貴金屬催（cuī）化劑，采用氧（yǎng）化性（xìng）較強（qiáng）的過渡金屬氧化物，對CH。等烴類和CO亦具有較高的活性，同時降低了催化劑的成本，常見的有MnOx、Co0x和CuOx等催化劑（jì）。大連理工大學研製的含Mn0：催化劑，在一定條件（jiàn）下能消（xiāo）除CH，OH

蒸氣，對C:H。0、C3H60、C6H。蒸氣的清除也很有效果。

催化劑載體以及負載方式

載體

VOC淨化催化（huà）劑的載體主（zhǔ）要有兩類：一類是球狀或片狀；-—-是整體式多孔蜂窩狀。金屬載體催化劑的優點是（shì）導熱（rè）性能（néng）好、機械強度高，缺點是比表麵積較小。顆粒（lì）狀載體的優（yōu）點是（shì）比表麵積大，缺點是壓降大以及因載（zǎi）體間相（xiàng）互摩擦，造成活性組分（fèn）磨耗損失（shī）。蜂窩陶瓷載體是比較理想（xiǎng）的載（zǎi）體（tǐ）型式，它具有很高的比表麵（miàn），壓力降較（jiào）片粒柱狀低，機械強度大，耐磨、耐熱衝擊。

負載方式

催化（huà）劑活性組（zǔ）分可通（tōng）過下列方式沉積在載體上：（1）電沉積在纏繞或壓製的金屬

催化劑失活

失活

催化劑在使用（yòng）過程中隨著時間的延長，活性會逐漸下降，直至（zhì）失活。催化劑失活主要有3種類型：（1）催化劑完全失活。使催（cuī）化劑失（shī）活的毒物包括快速和（hé）慢速作用毒物兩（liǎng）大類。快速作用毒物主要有P、As等，慢速作用毒物有Pb、zn等。通常情況下，催化劑失（shī）活是由於毒物與（yǔ）活性組分化合（hé）或熔成合金。對於快（kuài）速作用（yòng）毒物來說，即使隻有微量，也能使催化劑迅速失活；（2）抑製催化反應。鹵素和硫的化合（hé）物易與（yǔ）活性中心結合，但這種結合是比較鬆弛、可逆且暫時性的。當廢氣中（zhōng）的這類物（wù）質被去除後，催化劑活性可以恢複；（3）沉積覆蓋活性中心（xīn）。不飽和化合（hé）物的（de）存在導致碳沉積，此外陶瓷（cí）粉塵、鐵氧化合物及其他顆粒物堵（dǔ）塞活（huó）性中心，從而影響催化劑的吸附與解吸能力，導致催化劑活（huó）性下降。

預防措施

預防催化劑活性衰減，可以采取下列相應的措施：（1）按照操作規（guī）程，正確控製反應條件；（2）當催化劑表麵結炭時，通過吹人新鮮空氣，提高燃燒溫度，燒去表麵結炭；（3）將廢氣（qì）進行預處理，以除去毒物，防止（zhǐ）催化劑中毒；（4）改（gǎi）進催化劑的製備工藝，提高催化劑的耐熱性和抗毒能力。

催化燃（rán）燒工藝流程

根據廢氣預熱（rè）方式及富（fù）集（jí）方式，催（cuī）化燃燒工藝（yì）流程可分為3種。（1）預熱式。預熱式是催化燃燒的最基本流程形式。有機廢氣溫（wēn）度在100℃以（yǐ）下，濃度也較低，熱量不能（néng）自（zì）給，因此在（zài）進入反應器前需（xū）要在（zài）預熱（rè）室加熱升（shēng）溫。燃燒淨化後氣體在熱交換器內與未處理廢氣進行熱交換，以回收（shōu）部分（fèn）熱量。該工藝（yì）通（tōng）常采用煤氣或電加熱升溫（wēn）至催化反應所需的起燃溫度（dù）。（2）自身熱平衡式。當有機廢（fèi）氣排出時溫度高於起燃溫度（在300℃左右）且有機物含量（liàng）較高（gāo），熱交換器回收部分淨化氣體所產生的熱量，在正常操作下能夠維持熱平（píng）衡，無需補充熱量，通常隻需要在催化燃燒反（fǎn）應器中設（shè）置電（diàn）加熱器供起燃時使用。（3）吸附一催化燃燒。當有機廢氣的（de）流量大、濃（nóng）度（dù）低、溫度低，采（cǎi）用催化（huà）燃燒需耗大（dà）量燃料時，可先采用吸附手段（duàn）將有機廢氣吸附於吸附劑（jì）上進行濃縮，然後通過熱空氣吹掃，使有機廢氣（qì）脫（tuō）附