催化燃燒單元反應(yīng)的關(guān)鍵是選擇合適的催化劑。催化劑的要求是:高活性，特別是低溫活性，以便在可能的蕞低溫度啟動(dòng)反應(yīng)。燃燒反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),釋放出大量的熱量可以使高溫催化劑的表面達(dá)到500 ~ 1000,和催化劑很容易減少活動(dòng)由于融化,所以催化劑需要能夠承受高溫。

催化燃燒設(shè)備的優(yōu)點(diǎn):可以降低有機(jī)廢氣的初始燃燒溫度。例如，在以氧化鋁為載體的Pt催化劑(Pt/Al2O3)作用下，甲醛在室溫下開始燃燒，直接燃燒法的起始燃點(diǎn)通常為260 ~ 420。燃燒不受碳?xì)浠衔餄舛鹊南拗啤；緵]有二次污染。設(shè)備簡單，投資少，快。

催化燃燒設(shè)備分別是直接燃燒和催化氧化燃燒。直接燃燒法是指當(dāng)燃燒氣體的同時(shí)，通過氧化及高溫下的熱分解的方法，將燃燒室中有害的VOCs進(jìn)行降解，將有害的VOCs氣體輸入到燃燒室后，當(dāng)高溫、充足空氣等客觀因素條件完善的前提下，將有害廢氣充分燃燒完全，終使其完全分解成CO2和H2O。而直接燃燒法就是燃燒可燃的這一類VOCs廢氣，該方法在處理高濃度VOCs廢氣方面，表現(xiàn)出的效果較佳，但相應(yīng)的對(duì)溫度的控制要求很高，必須在高溫的條件下，當(dāng)溫度在1100℃附近，去除效率可達(dá)95%以上，但是如果當(dāng)廢氣中含有Cl、S、N等元素時(shí)，則直接燃燒法會(huì)產(chǎn)生HCl、SOx、NOx等有害氣體，造成二次污染。

催化燃燒技術(shù)是近幾十年在國家大力倡導(dǎo)環(huán)保與節(jié)能趨勢(shì)下而發(fā)展的一門新型技術(shù)。催化燃燒法是使用不同種類的催化劑，利用其可以有效降低反應(yīng)活化能的原理，使VOCs在溫度比較低的情況下，將其完全氧化為CO2和H2O，一般當(dāng)溫度控制在300℃~450℃的范圍內(nèi)，絕大部分碳?xì)浠衔锟稍诒黄溲趸?，并且去除率高達(dá)95%以上，但是催化劑有一定的使用壽命，且在催化劑的使用過程中，廢氣的濕度和種類對(duì)催化劑的催化氧化效果有很關(guān)鍵的影響，如果廢氣中出現(xiàn)其他物質(zhì)，很可能會(huì)引發(fā)催化劑的zhong毒，故的催化劑應(yīng)具備高活化能力、高熱穩(wěn)定能力和水熱穩(wěn)定能力等特點(diǎn)，目前應(yīng)用比較多的金屬氧化物催化劑有Pd、Pt、Rh、Au、Mn、Co、Ce，而其中Pd、Pt、Rh、Au為gui金屬。然而gui金屬有價(jià)格昂貴、且易燒結(jié)等缺點(diǎn)，因而開發(fā)新型復(fù)合型催化劑是未來的研究方向。

催化燃燒過程

在化學(xué)反應(yīng)過程中，利用催化劑降低燃燒溫度，加速有毒有害氣體完全氧化的方法，叫做催化燃燒法。由于催化劑的載體是由多孔材料制作的，具有較大的比表面積和合適的孔徑，當(dāng)加熱到300~450℃的有機(jī)氣體通過催化層時(shí)，氧和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會(huì)，提高了活性，使有機(jī)氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O，同時(shí)產(chǎn)生熱量，從而使得有機(jī)氣體變成無毒無害氣體。

催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，如右圖所示。其凈化原理是：未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度，氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。

催化燃燒設(shè)備的特點(diǎn):

1、 點(diǎn)火溫度低，反應(yīng)速度快，節(jié)約能源。在催化劑燃燒過程中，催化劑的作用是降低voc和氧分子的活化能，改變反應(yīng)路線。與熱燃燒相比，催化燃燒具有著火溫度低、反應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。參見催化劑燃燒性能和熱燃燒性能的比較。催化劑燃燒具有 較低的著火溫度，節(jié)省了輔助能源的消耗，在某些情況下不需要外部加熱。

2、 加工效率較高，二次污染物少，溫室氣體排放。催化燃燒凈化Voc的效率一般在95%以上，分解氧化后的產(chǎn)物主要是CO2和H2O。由于催化劑燃燒溫度較低，nox生成明顯減少。輔助燃料消耗排放的CO2占CO2排放總量的比重較大，降低了輔助能源消耗，明顯降低了溫室氣體的CO2排放。