從環保角度看催化無焰燃燒技術，VOCs處理催化燃燒裝置熱度爆表！

在能源領域，催化燃燒是指石油、煤、天然氣等燃料在催化劑的作用下發生完全氧化反應，其中可燃氣體的燃燒又叫催化無焰燃燒，催化燃燒裝置在VOCs領域發揮了巨大作用。

印染催化燃燒裝置

它有許多傳統燃燒方式所不能比擬的優勢：

1、由於傳統燃燒方式多為有焰燃燒，所釋放出來的熱量被利用率低；

2、傳統燃燒條件下，燃料難以得到充分燃燒，這勢必造成能源的浪費；

3、傳統燃燒方式的火焰溫度高，易使空氣中的氧氣與氮氣發生相互作用生成NOx，對環境造成汙染。

從環保角度講，催化燃燒是指可揮發性有機物（vOCs）或無機廢氣在催化劑的作用下發生完全氧化反應，轉化為無毒無害的無機氣體（二氧化碳、水蒸氣、N2等）。

活性炭吸脫附催化燃燒裝置

催化燃燒可以使燃料在較低的溫度下實現完全燃燒，是一種無焰燃燒，所以催化燃燒可以使燃料得到充分利用，也是一個環境友好的過程，無論是從能源利用角度還是從環境保護角度考慮其技術進步均有重要意義。對汽車行業而言，催化燃燒研究的興起則不啻於又一場科技革命。

目前，很多國家都面臨環境汙染和能源短缺兩大問題。源於採油、釆煤、有機化工過程和汽車尾氣中的有機廢物若不加處理直接排放到大氣中，不僅嚴重汙染環境，而且造成極大的能源浪費。

我國每年由採煤過程排入大氣中的甲烷就有5800萬m3（標準狀態）。如能加以利用，既可回收能源，又可避免對環境造成汙染。研究表明，催化燃燒法由於起燃溫度低，去除率高，燃燒緩和，適應氧濃度範圍大且無二次汙染，是目前國內外治理有機廢氣、回收利用能源zui有效的方法之一。

蓄熱催化燃燒裝置

高溫催化燃燒的關鍵在於耐高溫催化材料的選擇，目前用於催化燃燒的催化劑中均含有來源有限、價格昂貴的貴金屬Pd和Pt，應用受到很到限制。因此，尋找來源豐富、價格低廉、效能相當的非貴金屬催化劑，以替代傳統的貴金屬催化劑用於催化燃燒過程已引起人們的極大興趣。

一、催化無焰燃燒技術的產生及發展概況：

催化無焰燃燒是指可燃物在固體催化劑表面上進行的燃燒，1916年前後，由法國的M。L。Lumier和J。 Herck發明，他們首次使汽油在低溫下進行無焰燃燒。1963年德國人 Zin gel發表了以液化石油氣為燃料的催化燃燒器在工業上應用的報告。同年美國燃氣協會（AGA）提出擴散式及預混式兩種催化燃燒器的基本結構。1969年法國己經制定了各種催化燃燒加熱器的國家標準，1979年攜帶式催化燃燒加熱器已經相當普及，其表面溫度在400~500℃，催化燃燒轉化率接近100%。

基礎化工廢氣催化燃燒裝置

1973年美國環境保護廳〔EPA）發表了關於以汽油和液化石油氣為燃料的催化燃燒器的燃燒特性和排煙特性，並指出催化燃燒煙氣中NOx含量比有焰燃燒低。1975年英國煤氣公司（BGC）進行了天然氣催化燃燒器的研究，試驗了不同類的催化劑，熱負荷為0。8~2。5kcal/cm2h，甲烷的轉化率最高達到95。5%。日本在70年代研究了以輕質汽油為燃料的催化燃燒懷爐，以丁烷為燃料的攜帶式烙鐵等。

特別是進入90年代以後，岀現了環境催化技術的大發展，例如催化燃燒消除氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、可揮發性有機組分（VOCs）等，汽油車排氣催化淨化效能的提高和柴油車排氣及黑煙微粒的催化消除，氯氟烴類（CFCs）的催化分解和催化合成代用品，CO2的催化合成利用、催化感測器、燃料電池以及臭氧在低層大氣中的催化消除等。催化技術在解決當前國際上普遍關心的地球環境問題和能源危機問題上發揮著重要的作用，並且催化研究也將從開始的“以獲取有用物質為目的的石油化工催化”的時期，逐漸地轉向了“以消除有害物質為目的的新的能源環保催化”時期。

造紙廠廢氣催化燃燒裝置

二、催化無焰燃燒研究現狀

目前，對催化無焰燃燒的研究主要集中在甲烷燃燒催化劑的開發、甲烷無焰燃燒工藝的開發，汽車尾氣處理催化劑和工藝的研發，可揮發性有機物（vocs）的去除三個方面。

1、隨著人們對環境汙染和能源短缺問題的日益重視，天然氣以儲量豐富價格低廉、使用方便、汙染小、熱效率高等優點，被認為是目前zui淸潔的能源之一，但由於其主要成分甲烷的燃燒溫度很高（1600℃），天然氣在空氣中燃燒產物NOx、CO等也可造成環境汙染。催化燃燒被認為是解決這一問題zui有效的途徑，因此甲烷的崔化無焰燃燒也成為當今研究的熱點。

2、汽車尾氣造成了嚴重的環境汙染也是舉世矚目的，目前處理汽車尾氣汙染的有效手段是利用三元催化淨化器來增進尾氣中的有害物質CO、碳氫化合物（HC）與NO的轉化。發展以鈀為主或以少量鈀為活性組分，新增有效的稀土氧化物、過渡金屬氧化物或鹼土金屬氧化物為助劑的新型單鈀催化劑、過渡金屬型或稀土鈣鈦礦型催化劑是未來三效催化劑的發展方向，以奈米級活性組分製備的三效催化劑由於粒徑小、分散均勻、分散度高，表現出較高的淨化效率與穩定的催化活性，值得關注。研究新型蜂窩狀陶瓷載體與金屬載體，有助於開發出效能優異的三效催化劑。

印刷廠廢氣催化燃燒裝置

目前世界上已經應用和正在開發的VOCs脫除技術主要有吸附法、冷凝法、吸收法、生物處理技術、膜分離技術、光催化、直接燃燒法、催化燃燒法和等離子體技術等。吸附法去除效率低、執行費用高而且易產生二次汙染；冷凝法在理論上可以達到較高的淨化處理程度，但若要將有害物質含量控制在百萬分之幾，則需要的費用昂貴；吸收法適用於濃度較高、溫度較低的VOCs的處理；生物處理、膜分離和光催化技術現在大多處於硏發階段；直接燃燒法只適合處理可燃性VOCs含量較高的廢氣。催化燃燒是發生在催化劑表面，可使廢氣中有害可燃組分完全氧化為CO2和H2O。催化燃燒技術自問世以來，由於比熱力燃燒具有更低的操作溫度和可以在很低的濃度下進行操作，使之成為目前極具有前景的VOCs處理方法。

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