為滿足廣大業主單位和環保行業同仁對VOCs和惡臭廢氣污染控制裝備產品應用現狀等方面有關基礎知識的學習需求和行業普及，經征求專家同意，《VOCs前沿》據有關研究成果，通過本號平臺開展知識科普傳播（本篇已開啟“快捷轉載”，所有帳號均可轉載此圖文），擬分兩大版塊（逐章節）進行專題分享：

概述：根據對廢氣加熱方式的不同，催化燃燒工藝可分為常規催化燃燒工藝（簡稱CO）和蓄熱式催化燃燒工藝（簡稱RCO）如圖1和2。

這兩種技術的工作原理基本相同，工藝流程大致類似，所以相關的單元設備也基本相同。蓄熱式催化燃燒處理VOCs技術與直接催化燃燒處理VOCs技術不同點主要體現在，蓄熱式催化燃燒處理VOCs技術相比與直接催化燃燒處理VOCs技術熱量回收的形式是不同的，RCO反應后尾氣中熱量回收是通過蓄熱體與尾氣直接換熱將熱量回收下來，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反應后尾氣熱量回收是通過換熱器讓反應后的廢氣與原料氣進行間接式換熱，從而把反應后尾氣的熱量回收下來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較低，能量利用率低。但是CO相對于RCO不需要頻繁切換，流程相對簡單。

圖1 常規催化燃燒工藝

圖2 蓄熱式催化燃燒工藝

圖3 催化燃燒設備

設備說明：催化燃燒系統廣泛應用于對吸脫附系統的濃縮脫附廢氣進行催化燃燒。其構成如下：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，該加熱方式具有無污染、運行穩定的特點，由電控系統自動控制，當廢氣溫度低于一定溫度時（可設定）加熱器自動加熱給廢氣加熱，當廢氣溫度高于一定溫度時（可設定）燃燒器斷開電源以節約電能及達到安全運行。

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廢氣凈化催化劑。具有流動阻力低、反應起始溫度低、活性高、空速適應范圍寬的特點，其形狀為方形蜂窩體，外形尺寸是100mm×100mm×50mm（長、寬、高），200目方形孔，孔密度32個/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是在催化燃燒技術的基礎上增加了一套熱能儲存與再利用裝置。通常利用蜂窩狀的陶瓷體作為蓄熱體，將催化反應過程所產生的熱能通過蓄熱體儲存并用以加熱待處理廢氣，充分利用有機物燃燒所產生的熱能，從而達到節能的目的。蓄熱式催化燃燒技術的熱回收是利用陶瓷材料的高熱傳導系數特性作為熱交換介質，以得到較完整的熱能傳導率。蓄熱催化氧化裝置在一個固定床反應器中把化學反應和蓄熱熱交換結合起來，大大提高了熱能的利用率，反應熱回收率高，達到節能減排功效。

蓄熱陶瓷特點為孔壁薄、容量大、蓄熱量大、占用空間小；孔壁光滑、背壓小；使用壽命長、不易渣蝕、粘蝕和高溫變形；產品質量規格高，安裝時，蓄熱體之間排放整齊，錯位小；具有低熱膨脹性、比熱容大、比表面積大、壓降小、熱阻小、導熱性能好、耐熱沖擊好等特性。蓄熱式催化燃燒技術凈化有機廢氣后的產物為無害的CO₂和H₂O，不會造成二次污染。在凈化高濃度廢氣時可從反應器中部高溫區移出部分反應熱，能在凈化廢氣的同時生產較高品位的熱能而獲得經濟效益。

VOCs治理應用中，催化燃燒技術廣泛應用于石油化工、油漆、電鍍、印刷、涂料、輪胎制造等工業廢氣的治理，可處理的有機物質種類包括苯類、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應進行熱量平衡計算。當廢氣中所含的有機物燃燒后所產生的熱量足以維持催化劑床層自持燃燒時，應采用常規催化燃燒工藝。當廢氣中所含的有機物燃燒后所產生的熱量不足以維持催化劑床層自持燃燒時，宜采用蓄熱式催化燃燒工藝。當廢氣中組分含有重金屬、硫、磷、砷、鹵素、氯離子以及硅化物時，則需要進行合適的預處理或選用其他治理工藝。