关于VOCs催化燃烧治理，你了解多少？

在人类的生活与工业生产中，会产生一些具有毒性、并伴有刺激性的恶臭或废气。这些气体直接排放会威胁人类的健康，并对环境造成严重污染。目前催化燃烧技术是工艺较为成熟，同时也是应用较为广泛的VOCs的净化方法。

一、VOCs概述

1、什么是VOCs？

Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物，简称VOCs。

特点：在20°C条件下蒸气压大于或等于0.01kPa，沸点在250°C以下。

2、典型的VOCs污染物质

家装行业——三苯、甲醛（最主要的污染物质），丙酮

汽车尾气——HC苯并（a）芘

制药厂、化工厂尾气排放；废弃物处理VOC排放；工业涂装；塑料皮革等场景。

配图（污染物质）

3、VOCs污染控制技术

目前VOCs污染常用的控制技术有两种：回收技术和降解技术。

其中回收技术包含吸附法、吸收法、冷凝法和膜分高法；降解技术包含有热焚烧、光催化法、生物降解法和催化燃烧法。

二、VOCs催化燃烧治理

上述回收技术各有优缺点，今天世华重点谈谈目前VOCs控制的主流方式：催化燃烧治理。

1、优缺点

优点：

（1）绿色清洁技术，无二次污染

（2）低能耗，热量可以循环利用

（3）工艺简单，处理效率高达95%以上，对可燃组分浓度和热值限制少

（4）具有高度安全性，能在低温下进行反应，无粉尘爆炸的危险

缺点：

（5）对于较大风量且低VOCs 质量浓度废气而言，处理费用相对过高，可协同沸石滚轮浓缩设备进行废气浓缩后再作催化氧化处理；

（6）用于处理VOCs 的氧化用催化剂当遇见硫、磷、硅等物质时会发生催化剂中毒现象，因此需要设置预处理步骤

2、原理和结构

含VOCs 废气进入装置入口，经过滤器过滤后进入换热器室进行热交换，再进入燃烧器室对废气进行预加热（燃烧用氧气为废气中所含有的空气，也可通过旁路风阀补充空气），待加热至350 ℃后由送风机将预热气体抽至催化剂室进行催化氧化。

由于部分废气中含有硫、硅、磷等元素，会使贵金属催化剂中毒，因此预加热后的废气在进入催化剂室前需进行预处理。当处理后的废气进入催化剂室并与氧化催化剂接触时，催化剂将废气中的VOCs 氧化分解成CO2和H2O。处理后的无害气体将被送入一次换热器，与从入口来的废气进行热交换，达到节约热源的目的。

3、核心——催化剂

众所周知，催化剂是催化燃烧法的核心，可以让有机反应的速率从几个月或者几年的时间缩短到几分钟甚至几秒内完成。

（1）分类

催化剂又可以分为固态贵金属、气态和液态的催化剂，有颗粒型、蜂窝陶瓷型、金属丝网型三种呈现形状。工业最常见的催化剂形状是蜂窝陶瓷型。

（2）催化剂选取重点：

（3）活性高。催化剂的活性好坏直接影响催化燃烧的化学转化率。而转化率不仅与催化活性材料自身的活性有关，而且与催化载体的物理形状有着直接关系。所以，在选择适应的催化活性材料的同时，还必须考虑催化载体的物理形状，保证催化剂有较高的活性，达到催化燃烧净化的目的。

（4）热稳定性好。由于废气的温度随时变化，如果催化剂不能适应一定范围内的温度变化，催化剂的性能就会下降，净化效率就会降低。因此，催化剂必须具备适应一定范围内的温度变化。

（5）强度高。在催化燃烧过程中，催化剂往往会因高温、振动和气流等因素的作用，使催化剂产生破裂和磨损，破裂和磨损会造成催化剂的活性降低，增加催化剂床层的压降，影响净化效果。

（6）寿命长。催化活性材料大都比较昂贵，所以，设计时选用催化剂时应尽量使用寿命较长的催化剂。

世华生产的催化燃烧设备采用的是蜂窝陶瓷型的贵金属催化剂，并且采用堇青石为载体，具有催化活性高、热稳定性好、强度高、寿命长，耗能低等优势。

4、应用

催化燃烧装置采用催化剂对废气中的VOCs 物质进行催化氧化，并形成无毒无害的CO2 与H2O。由于其处理效率高及操作、维护方便，已在化工、制药、食品等领域广泛运用。

5、近期实际案例

2023年2月，世纪华水安排发货了一台催化燃烧设备，前往绵阳某铸造厂，技术人员和安装人员一同跟随，在当天进行安装调试。后续跟进治理效果，该工厂表示废气处理高效，使用运行方便，并对我们的产品质量和服务情况表示赞赏。

6、总结

催化燃烧装置具有VOCs 去除效率高、能耗低、自动化操作方便等特点，现已被广泛应用于各种行业。目前在我国，相对于传统吸附技术与生化技术等VOCs 处理方法，催化燃烧工艺市场的占有率已超过22%，显示出其日益成熟并且被市场广泛接受的趋势。

催化燃烧装置适合处理中小风量（800~30 000 m3/h）废气，在风量较大、VOCs 质量浓度过低的情况下，可采用上游安装沸石转轮对气体进行浓缩，下游利用催化燃烧装置进行氧化处理的协同方法进行处理。

总体来说，催化燃烧装置与工艺是一种经济方便的VOCs 废气处理方式。