催化燃燒處理方式是借助催化劑的催化作用對尾氣中有機物進行低溫高效、節(jié)能環(huán)保型的處理，從而實現(xiàn)達標排放的目的。

催化燃燒反應是典型的氣—固相催化反應，其實質(zhì)是在一定溫度下，共同吸附于催化劑表面的有機物(VOC)與來自空氣中的氧發(fā)生催化氧化反應，徹底氧化分解成無害的CO2和H2O，并釋放反應熱的過程。借助催化劑可大幅降低有機物的起燃溫度，進行無焰燃燒，減少預熱能耗及NOx的生成，其典型反應方程式為：

工藝流程

1、高濃度有機廢氣凈化系統(tǒng)：

高濃度有機廢氣中有機物總含量為4000mg/m3－10000mg/m3，系統(tǒng)包含預加熱、換熱、催化、PLC自控模塊等。生產(chǎn)廢氣經(jīng)有組織捕集后，吸入凈化系統(tǒng)內(nèi)的熱交換器，進行熱交換預加熱后，吸入到加熱室補加熱（達起燃溫度時停止加熱），達起燃溫度的廢氣被吸入催化床，發(fā)生催化氧化式無焰燃燒，燃燒效率通?？蛇_99%以上，完全可以達標排放。凈化后的高溫煙氣通過換熱預加熱入口廢氣至起燃溫度，維持系統(tǒng)無加熱功率運行。經(jīng)預加熱廢氣后的煙氣如果溫度較高，還可用來加熱新風或水、產(chǎn)生水蒸汽等，達到熱能回用，降低廢氣處理及生產(chǎn)能耗。風機停止，廢氣自動經(jīng)變向三通排空。凈化系統(tǒng)全自動控制加熱、熱交換、催化、風壓變向排空功能。確保余熱利用、催化燃燒達到最佳效果。

2、中濃度有機廢氣凈化裝置

中濃度有機廢氣中有機物含量范圍為1000mg/m3－4000mg/m3，系統(tǒng)包含預加熱、換熱、催化、PLC自控模塊等。生產(chǎn)廢氣經(jīng)有組織捕集后，吸入凈化系統(tǒng)內(nèi)的熱交換器，進行熱交換預加熱后，吸入到加熱室補加熱（達起燃溫度時停止加熱），達起燃溫度的廢氣被吸入催化床，發(fā)生催化氧化式無焰燃燒，燃燒效率通?？蛇_99%以上，完全可達標排放。凈化后的高溫煙氣通過換熱預加熱入口廢氣至起燃溫度，維持系統(tǒng)無加熱功率運行。但是對于中等濃度廢氣而言，濃度最好較為穩(wěn)定，而且對設備設計的合理性要求很高，否則預加熱能耗較高，會導致處理費用大幅增加。

3、低濃度有機廢氣凈化裝置
低濃度有機廢氣中有機物含量范圍為200～1000 mg/m3，系統(tǒng)包括吸附濃縮和催化燃燒兩項功能，由吸附、預加熱、換熱、催化、PLC自控模塊組成。設備正常運行后，生產(chǎn)廢氣被吸入多床式吸附系統(tǒng)，尾氣中低濃度有機物為活性炭高效吸附，吸附后尾氣達標排放；吸附器吸附一定容量有機物達飽和后，轉(zhuǎn)入熱風再生狀態(tài)；同時備用吸附床轉(zhuǎn)入吸附態(tài)，如此循環(huán)進行吸附、脫附、冷卻操作，保持廢氣處理連續(xù)性；再生時脫附風機將來自催化床的熱風送入待脫附吸附器，加熱活性炭，使有機物從活性炭上吹脫下來，形成高濃（一般濃縮5～10倍，達4000～10000 mg/m3）有機廢氣，再經(jīng)高溫煙氣及預加熱模塊預熱至起燃溫度，送入催化床，進行催化氧化式無焰燃燒，效率通?？蛇_99%以上；高溫煙氣部分做為脫附熱風循環(huán)利用，少量達標直排。系統(tǒng)過熱或故障時，尾氣自動切換至應急排空管，不影響正常生產(chǎn)。通過吸附濃縮技術使低濃度尾氣處理實現(xiàn)了低能耗、低成本、無二次污染的高效處理。

工藝特點

① 起燃溫度低，達到一定濃度后不需外部供能自持運行，節(jié)省能源；

由表1可見，有機廢氣催化燃燒與直接燃燒相比,具有起燃溫度低,能耗小的顯著特點。合理設計情況下，基本可達到無需外部供能的自持運行。

表1  催化燃燒與熱力燃燒的比較

② 燃燒溫度低，無焰燃燒，無NOx化合物產(chǎn)生；

③ 燃燒速率快，燃燒徹底，無苯并芘、二噁英等劇毒致癌物質(zhì)產(chǎn)生；

④ 燃燒產(chǎn)物為無害的CO2和H2O，無固廢、污水、廢溶劑及廢氣等二次污染物；

⑤ 處理效率很高，一次處理完全達標率遠高于其它處理方式；

⑥ 工藝設備簡單，技術成熟，設備及維運成本低，單位廢氣處理成本低；

⑦ 合理設計的設備，運行安全可靠，性能穩(wěn)定，PLC全自動運行，無需專人維護；

⑧ 適用范圍廣，適合高中低濃度、不同行業(yè)各類復雜、惡臭廢氣處理；

⑨ 設備結(jié)構緊湊，占地面積小。

注意事項

①  低溫狀態(tài)下，大量的有機物進入催化床，造成催化劑“悶死”，導致暫時失活；

②  含硫、磷、砷、鹵素化合物、重金屬化合物會與活性成分反應，導致催化劑永久失活；

③  灰塵、積炭、高沸粘性物附著于催化劑表面，覆蓋催化劑活性位點，導致催化作用喪失；

④  高溫會使催化劑載體及活性成分團聚或燒結(jié)，造成活性位數(shù)量大幅減少，最終失活；

應對措施

①  低溫“悶死”：正常運行前，催化床需先在新鮮風中預熱至反應溫度，方可通入有機物廢氣；

②  含硫等毒性物質(zhì)存在：通過前處理手段除掉此類物質(zhì)或者選用有相應抗性的催化劑；

③  灰塵、積炭、高沸粘性物：做好除塵等前處理；

④  超溫：當催化床溫度超過600℃時系統(tǒng)停止運行或者采用新風稀釋、冷卻降溫；

應用領域

有機廢氣是石油化工、輕工、塑料、印刷、涂覆、噴漆等行業(yè)排放的常見污染物，廢氣中常含有烴類化合物、含氧有機化合物、含氮、硫、鹵素及含磷有機化合物等有毒、惡臭氣體。這些廢氣如不加處理，直接排人大氣將會對環(huán)境造成嚴重污染，危害人體健康。

現(xiàn)今廢氣處理技術中，主要有燃燒、冷凝、吸附、膜處理技術等。除燃燒技術外，其它處理方法主要適合于物種較單一、廢氣工況較穩(wěn)定的場合，而且可適用工況范圍均較小。但是大多數(shù)工業(yè)廢氣存在物種復雜、工況波動大，回收價值不高的問題，對于這一類尾氣最適合采用燃燒技術。另外，與普通的熱力焚燒處理技術相比，催化燃燒技術具有很多優(yōu)勢，據(jù)市場分析數(shù)據(jù)，催化燃燒技術在有機廢氣環(huán)保處理技術中已占50～60%之多，成為主流成熟的廢氣處理技術。

做為一種高效氧化技術，催化燃燒處理技術可以應用于絕大多數(shù)可燃有機物廢氣的處理中，而且適用濃度范圍寬（200～10000mg/m3，1000mg/m3以下低濃度需要濃縮，10000mg/m3以上濃度需要稀釋）。特別是尾氣中的有機物不適合回收或者無回收價值時，通過催化燃燒技術可以高效、低成本處理。

典型案例分析

1、噴漆行業(yè)

噴漆行業(yè)比較典型的是集裝箱、汽車生產(chǎn)線等的涂裝工序，會產(chǎn)生大量含油漆稀料成分的復雜有機廢氣，為了滿足噴漆技術及人員健康需求，風量通常很大，可高達20萬m3/h，濃度通常為200～1000 mg/m3，屬于低濃度、無回收價值的廢氣，業(yè)界通常采用吸附濃縮－催化燃燒工藝處理。

2、涂覆行業(yè)

涂覆行業(yè)比較典型的是反光膜、磁帶、彩鋼瓦等涂覆工業(yè)，涂覆材料中含有大量有機溶劑揮發(fā)形成高濃度復雜有機廢氣，廢氣多產(chǎn)生于高溫烘道中，主要特點是溫度高、濃度高、成分復雜。主要風量多為1000 m3/h到30000 m3/h；濃度2000 mg/m3到8000 mg/m3；溫度40℃到150℃。

某反光膜生產(chǎn)線尾氣參數(shù)如下：

有害物質(zhì) 有機物總含量 風量 風溫 排放要求

乙酸乙酯、甲醛、丙酮等 6000mg/m3 8000m3/h 60℃ 非甲烷總烴：120mg/m3