為滿足廣大業(yè)主單位和環(huán)保行業(yè)同仁對(duì)VOCs和惡臭廢氣污染控制裝備產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀等方面有關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)需求和行業(yè)普及，經(jīng)征求專家同意，《VOCs前沿》據(jù)有關(guān)研究成果，通過(guò)本號(hào)平臺(tái)開(kāi)展知識(shí)科普傳播（本篇已開(kāi)啟“快捷轉(zhuǎn)載”，所有帳號(hào)均可轉(zhuǎn)載此圖文），擬分兩大版塊（逐章節(jié)）進(jìn)行專題分享：

概述：根據(jù)對(duì)廢氣加熱方式的不同，催化燃燒工藝可分為常規(guī)催化燃燒工藝（簡(jiǎn)稱CO）和蓄熱式催化燃燒工藝（簡(jiǎn)稱RCO）如圖1和2。

這兩種技術(shù)的工作原理基本相同，工藝流程大致類似，所以相關(guān)的單元設(shè)備也基本相同。蓄熱式催化燃燒處理VOCs技術(shù)與直接催化燃燒處理VOCs技術(shù)不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在，蓄熱式催化燃燒處理VOCs技術(shù)相比與直接催化燃燒處理VOCs技術(shù)熱量回收的形式是不同的，RCO反應(yīng)后尾氣中熱量回收是通過(guò)蓄熱體與尾氣直接換熱將熱量回收下來(lái)，然后原料氣與蓄熱體直接換熱將原料氣加熱到一定溫度，由于是直接換熱所以換熱效率高，能量利用率高。CO反應(yīng)后尾氣熱量回收是通過(guò)換熱器讓反應(yīng)后的廢氣與原料氣進(jìn)行間接式換熱，從而把反應(yīng)后尾氣的熱量回收下來(lái)把原料氣加熱到一定溫度，由于是間接式換熱所以換熱效率相對(duì)較低，能量利用率低。但是CO相對(duì)于RCO不需要頻繁切換，流程相對(duì)簡(jiǎn)單。

圖1 常規(guī)催化燃燒工藝

圖2 蓄熱式催化燃燒工藝

圖3 催化燃燒設(shè)備

設(shè)備說(shuō)明：催化燃燒系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于對(duì)吸脫附系統(tǒng)的濃縮脫附廢氣進(jìn)行催化燃燒。其構(gòu)成如下：板式換熱器，板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器。加熱室及催化劑，加熱室采用U型加熱管排列加熱，該加熱方式具有無(wú)污染、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，由電控系統(tǒng)自動(dòng)控制，當(dāng)廢氣溫度低于一定溫度時(shí)（可設(shè)定）加熱器自動(dòng)加熱給廢氣加熱，當(dāng)廢氣溫度高于一定溫度時(shí)（可設(shè)定）燃燒器斷開(kāi)電源以節(jié)約電能及達(dá)到安全運(yùn)行。

圖4 板式換熱器

圖5 U型加熱管及催化劑

堇青石蜂窩瓷體作為第一載體，γ-Al₂O₃和稀土材料為第二載體，以貴金屬Pd、Pt、Rh等為主要活性組分，是一種新型高效的有機(jī)廢氣凈化催化劑。具有流動(dòng)阻力低、反應(yīng)起始溫度低、活性高、空速適應(yīng)范圍寬的特點(diǎn)，其形狀為方形蜂窩體，外形尺寸是100mm×100mm×50mm（長(zhǎng)、寬、高），200目方形孔，孔密度32個(gè)/cm²，堆密度是600-700 kg/m³，貴金Pd、Pt涂層厚度約100 μm，最佳使用溫度是280-650 ℃，按正常操作要求使用，壽命一般為2～3年。

圖6 堇青石蜂窩瓷體

蓄熱式催化燃燒技術(shù)是在催化燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了一套熱能儲(chǔ)存與再利用裝置。通常利用蜂窩狀的陶瓷體作為蓄熱體，將催化反應(yīng)過(guò)程所產(chǎn)生的熱能通過(guò)蓄熱體儲(chǔ)存并用以加熱待處理廢氣，充分利用有機(jī)物燃燒所產(chǎn)生的熱能，從而達(dá)到節(jié)能的目的。蓄熱式催化燃燒技術(shù)的熱回收是利用陶瓷材料的高熱傳導(dǎo)系數(shù)特性作為熱交換介質(zhì)，以得到較完整的熱能傳導(dǎo)率。蓄熱催化氧化裝置在一個(gè)固定床反應(yīng)器中把化學(xué)反應(yīng)和蓄熱熱交換結(jié)合起來(lái)，大大提高了熱能的利用率，反應(yīng)熱回收率高，達(dá)到節(jié)能減排功效。

蓄熱陶瓷特點(diǎn)為孔壁薄、容量大、蓄熱量大、占用空間?。豢妆诠饣?、背壓??；使用壽命長(zhǎng)、不易渣蝕、粘蝕和高溫變形；產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)格高，安裝時(shí)，蓄熱體之間排放整齊，錯(cuò)位??；具有低熱膨脹性、比熱容大、比表面積大、壓降小、熱阻小、導(dǎo)熱性能好、耐熱沖擊好等特性。蓄熱式催化燃燒技術(shù)凈化有機(jī)廢氣后的產(chǎn)物為無(wú)害的CO₂和H₂O，不會(huì)造成二次污染。在凈化高濃度廢氣時(shí)可從反應(yīng)器中部高溫區(qū)移出部分反應(yīng)熱，能在凈化廢氣的同時(shí)生產(chǎn)較高品位的熱能而獲得經(jīng)濟(jì)效益。

VOCs治理應(yīng)用中，催化燃燒技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油化工、油漆、電鍍、印刷、涂料、輪胎制造等工業(yè)廢氣的治理，可處理的有機(jī)物質(zhì)種類包括苯類、酮類、酯類、酚類、醛類、醇類、醚類和烴類等等。

在選擇催化燃燒工藝時(shí)應(yīng)進(jìn)行熱量平衡計(jì)算。當(dāng)廢氣中所含的有機(jī)物燃燒后所產(chǎn)生的熱量足以維持催化劑床層自持燃燒時(shí)，應(yīng)采用常規(guī)催化燃燒工藝。當(dāng)廢氣中所含的有機(jī)物燃燒后所產(chǎn)生的熱量不足以維持催化劑床層自持燃燒時(shí)，宜采用蓄熱式催化燃燒工藝。當(dāng)廢氣中組分含有重金屬、硫、磷、砷、鹵素、氯離子以及硅化物時(shí)，則需要進(jìn)行合適的預(yù)處理或選用其他治理工藝。