摘要：VOCs是挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是指在常温下饱和蒸气压大于 70 Pa,常压下沸点在260 ℃以下的有机化合物,包括烷烃、芳香烃、芳烃类、烯烃、醇类、醛类、酮类、卤代烃等。日常生活中常见的排放源有建筑材料、装修材料、家具的黏合剂、厨房油烟以及机动车尾气排放等；工业方面常见的主要来源有化工和石化工业废气,电子行业的清洗剂、印刷工业、油漆与涂料的生产与使用,电厂锅炉尾气等工业过程排放的废气。大多数的VOCs 有毒、有气味,一些 VOCs 还有致癌性,对人体健康产生极大的危害；VOCs 在阳光作用下还可以与大气中的氮氧化合物发生光化学反应,生成毒性更大的光化学烟雾。近年来 VOCs 已成为我国主要大气污染物之一,有关 VOCs 的危害事故逐年增多,因而 VOCs 的净化处理技术已成为环境催化领域的一个研究热点。

关键词：VOCs；催化燃烧; 挥发性有机化合物；贵金属；非贵金属；积碳失活。

催化燃烧某种意义上可以看作是代替热力燃烧的一种化学热反应，其利用催化剂的深度催化氧化活性将有机组分在燃点以下的温度( 200 ～ 400℃)与氧化合生成无毒的CO₂和H₂O，达到净化目的，催化燃烧能够将热力燃烧不能处理的、浓度较低的 VOCs 进行充分燃烧，无需连续施加大量辅助热量，在高温燃烧过程中不会产生 NOx，燃烧时用于预热所消耗的功率也仅为直接燃烧的 40% ～ 60%。

催化燃烧对于改善燃烧过程，促进完全燃烧，抑制有毒有害物质的形成等方面有着极为重要的作用，世界各国对催化燃烧工艺及催化剂的研究也取得了一定成果。固定床催化燃烧反应器由于其反应器结构简单，常用于实验室进行新型催化剂评价，较少应用于工业生产。整体式催化燃烧工艺具有催化剂床层阻力小、床层压降低和传质效率高等优点，组装维护拆卸简便，可替代传统颗粒状多相催化剂应用于工业生产中。流化床燃烧装置具有热容量大、接触面积广、换热效率高等特点，在燃烧超低浓度甲烷方面常采用流化床催化工艺。流向周期变换催化燃烧反应工艺中，由于反应物在催化剂和惰性填料之间直接换热，具有很高的换热效率，保证反应可在较低反应物浓度下维持自热平衡。吸－放热耦合反应工艺的反应器设计较为简单，反应热的能量利用率较高，但目前的研究均停留在实验室阶段，反应和热量利用耦合技术的研究也有待加强。近年来越来越多的国内外研究者把注意力放在了研制开发新型催化剂活性组分的研究，但现阶段还没有开发出超高活性，起燃温度低，抗毒能力强且造价便宜的催化剂活性成分，限制了催化燃烧的应用范围，所以开发低温高活性以及高温热稳定性、机械强度高抗热冲击、抗中毒的廉价催化剂是催化燃烧研究的总体方向。

1、催化燃烧的基本原理

催化燃烧是典型的气 -固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低反应的活化能，同时使反应物分子富集于催化剂表面，以提高反应速率。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃，并氧化分解为CO₂和 H₂O，同时放出大量热。

2.催化燃烧工艺流程

（1）预热式

预热式是催化燃烧的最基本流程形式，其基本原理如图 1 所示。有机废气温度在 100 ℃以下、浓度也较低时，热量不能自给，因此在进入反应器前需要在预热室加热升温。通常采用煤气或电加热将废气升温至催化反应所需的起燃温度；燃烧净化后的气体在热交换器内与未处理的废气进行热交换，以回收部分热量。
（2）自身热平衡式

有机废气温度高且有机物含量也高，通常只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用 , 通过热交换器回收部分净化气体所产生的热量，正常操作下能够维持热平衡，不需补充热量。通常只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用。
（3）吸附 -催化燃烧