催化氧化技術簡介
燃燒法(直接燃燒、熱力燃燒和催化氧化)是揮發性有機化合物最常用的凈化技術，其中直接燃燒和熱力燃燒所需操作溫度高，燃燒反應中往往需要較多的輔助燃料，同時易產生燃燒副產物，在實際應用中(尤其針對中、低濃度有機廢氣)受到一定的限制。
催化氧化法始于20世紀40年代，主要用于工業惡臭廢氣處理和裝置的能量回收。由于催化氧化技術具有高效、節能、環保、產物易于控制等優點，目前已成為凈化可燃性含碳氫化合物和惡臭氣體的有效手段。
催化氧化技術已成功應用于化工噴涂、漆包線、印刷、煉焦、絕緣材料等眾多行業的揮發性有機污染物廢氣凈化。催化氧化技術是典型的氣-固相催化過程，反應中揮發性有機廢氣在催化劑的作用下發生完全氧化反應。催化劑的作用是降低反應的活化能，同時使反應物分子富集于催化劑表面，提高反應速率，借助催化劑可以使有機廢氣在較低的起燃溫度下發生無火焰燃燒，并氧化為CO2和H2O，同時放出大量的熱。催化氧化法的凈化效率通常在95%以上，其主要工藝流程如圖2-1所示。
當有機廢氣量較大時，工程上一般將換熱器、燃燒室和催化床分別設計成獨立設備(分建式)，相互間用管路連接;當有機廢氣量較小時，預熱器、燃燒室和催化床安裝在同一個設備中(組合式)。
待處理廢氣一般借助催化燃燒后的凈化氣預熱，當有機廢氣溫度較低，且經過預熱后仍不能達到催化燃燒溫度時，多數情況下是利用輔助燃料燃燒產生高溫燃氣與廢氣均勻混合升溫，大部分碳氫化合物可在500℃以內通過催化劑床層迅速氧化[式(2-1)]。催化氧化的實質是活性氧參與的劇烈氧化反應，催化劑活性組分將空氣氧活化，當與反應物分子接觸時發生能量傳遞，反應物分子被活化，從而加速氧化反應的進行。根據不同氧化階段的氧化溫度不同，催化氧化大致可以分為以下三個階段[1]：
①低溫階段，反應為內表面反應動力學控制;
?、谥虚g階段，反應速率受到擴散過程控制;
?、鄹邷仉A段，催化活性對整個反應過程的控制變得尤為明顯。
無火焰催化氧化技術是VOCs治理行業中應用最為廣泛的方法之一，其具有以下優點：
?、倨鹑紲囟鹊停芰肯纳?。催化氧化起燃溫度通常為250～500℃，能耗較少。由于反應溫度降低，允許使用標準材料來代替昂貴的特殊材料，大大降低了設備費用和操作成本。
?、趹梅秶鷱V。催化氧化適用于濃度范圍廣、成分復雜的各種有機廢氣處理。目前催化氧化技術已成功地應用于金屬漆包線、絕緣材料、印刷等生產過程中排放的有機廢氣處理，由于廢氣溫度和有機物濃度較高，催化氧化能實現自身熱平衡和部分熱量再利用，因此具有較好的經濟效益。
?、墼O備簡單，易升級改造。由于催化反應在催化劑表面進行，提高了體積燃燒速率，燃燒鍋爐可以小型化。當前，大部分燃燒設備采用的都是非催化燃燒，將現有的均相燃燒改革為催化燃燒只要將現有設備進行簡單升級改造即可實現，滿足達標排放的要求。
?、軆艋矢撸挝廴旧?。用深度催化氧化法處理有機廢氣的凈化效率一般都在95%以上，且最終產物為無污染的CO2和H2O，因此較少出現二次污染問題，且氧化氣氛緩和，運轉費用低，操作管理方便。此外，由于反應溫度低，深度催化氧化能很好地控制熱力型NOx的生成。
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