催化燃燒

揮發(fā)性有機化合物污染是一個復(fù)雜的問題，涉及到廣泛變化的污染物,，威脅人類健康和環(huán)境,。低溫催化氧化具有高效、經(jīng)濟的特點,，在研究和應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的研究,。綜述了再生催化氧化、光催化氧化和吸附濃縮/臭氧化混合處理的工程特點,。研究表明,，提高催化劑的低溫活性，提高氧化劑的熱回收效率,，發(fā)展混合處理技術(shù)是控制VOCs污染的**有效手段,。

揮發(fā)性有機化合物（VOCs）從各種工業(yè)和自然資源排放到環(huán)境中,，形成的污染是所有人共同關(guān)心的問題?？刂茡]發(fā)性有機物污染物的**方法是在排放前將其清除,。面對如此嚴峻的形勢，近年來出臺了越來越嚴格的規(guī)章制度,，相應(yīng)地需要更有效的VOCs去除技術(shù),。本文綜述了近年來在實驗室研究和工程應(yīng)用中催化去除揮發(fā)性有機物的研究進展，以解決工業(yè)揮發(fā)性有機物污染控制的新趨勢,。

1催化應(yīng)用

催化反應(yīng)具有明顯的低溫活性,、選擇性和高效性等優(yōu)點，在工業(yè)污染控制中得到了廣泛的應(yīng)用,。其中,，RCO和PCO是VOCs污染控制市場上的2種主要催化技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,，將吸附,、臭氧氧化與之相結(jié)合的混合處理技術(shù)也逐漸成為一種新興的技術(shù)。

1.1再生催化氧化

再生催化氧化(RCO)是一種與再生熱氧化(RTO)相似的去除VOCs的**節(jié)能技術(shù)之一,。它們都使用兩個或多個含有陶瓷填料的床作為傳熱介質(zhì),。典型的兩床RCO主要由陶瓷層、催化劑層,、加熱器組成,，分別起到蓄熱、反應(yīng)介質(zhì)和供熱的作用,。當經(jīng)過陶瓷柜A時,，VOCs被陶瓷層預(yù)熱，其溫度將升高,，當VOCs向下流經(jīng)陶瓷柜B時,，大部分熱量保留在高比熱的陶瓷中，并準備在下一個循環(huán)中預(yù)熱VOCs,。與實驗室規(guī)模相比,，工程應(yīng)用更注重成本與性能的平衡，故在選擇高效催化劑時,，更注重催化劑的起燃溫度和氣體空速,，這決定了能耗水平和設(shè)備尺寸。

1.2光催化氧化

與熱催化不同,，光催化可在室溫下使用紫外線或可見光進行,，故PCO的結(jié)構(gòu)比RCO簡單。光催化在室溫下對各種VOCs具有廣泛的活性,，但停留時間較長,，氧化能力和適應(yīng)性有限,。報告稱，在太陽能光催化間歇反應(yīng)器中,，使用TiO2的PVC板在3h內(nèi)僅去除42%的苯和38%的甲苯,。試驗表明，該法具有較高的去除率,，但與工程應(yīng)用水平相差甚遠,。此外，工業(yè)活動產(chǎn)生的VOCs排放比室內(nèi)環(huán)境更為復(fù)雜,，因此發(fā)展**的光催化技術(shù)成為必要,。

1.3催化混合處理

隨著工業(yè)工藝的不斷發(fā)展和優(yōu)化，大部分VOCs污染源傾向于排放低濃度VOCs,。在這種情況下,，傳統(tǒng)技術(shù)是不合理的，且每個工業(yè)污染源中存在多種VOCs,。因此,，所涉及的VOCs種類會相互競爭催化氧化；進而不氧化導(dǎo)致去除率低和副產(chǎn)物,。由于VOCs在物流中的多樣性和復(fù)雜性,，通過單一的技術(shù)將它們?nèi)壳宄遣滑F(xiàn)實的。目前,，催化與吸附濃縮,、臭氧氧化等相結(jié)合的技術(shù)更為有效和合適。

1.3.1吸附濃縮催化氧化

吸附濃縮催化技術(shù)是一種良好的低濃度VOCs污染解決方案,。通過連續(xù)吸附和解吸,，得到較高濃度的VOCs，使后處理更節(jié)能,?；旌衔綕饪s催化技術(shù)具有吸附和氧化的優(yōu)點，且避免了飽和吸附劑的頻繁處置和單一技術(shù)無法解決的高能耗,。

1.3.2 臭氧氧化催化

由于VOCS污染物在氣體環(huán)境中穩(wěn)定性差，單次臭氧化很難使其氧化為CO2和H2O,。使用臭氧作為預(yù)處理可與普通催化技術(shù)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),。在工程中，臭氧氧化過程中產(chǎn)生有害副產(chǎn)物尤為令人關(guān)注,，研究制備了鈷錳復(fù)合氧化物催化劑,，在室溫下于O3去除甲醛，在微量O3濃度下達到80.2%的甲醛去除效率,。這種臭氧氧化與催化或光催化氧化結(jié)合的混合處理比單體處理更有效,、更環(huán)保,。

2 結(jié)論

低溫催化脫除VOCs具有效率高、經(jīng)濟性等優(yōu)點,，受到了廣泛的研究,。涉及熱和光誘導(dǎo)類型的多組催化氧化劑已成功地用作常規(guī)VOCs去除技術(shù)。同時,，吸附,、臭氧氧化等在去除VOCs方面具有很多優(yōu)點，在實驗室反應(yīng)器中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,；但其在實踐中存在著二次污染及效率相對較低的缺點,。對于低濃度特征的VOCs排放，傳統(tǒng)的燃燒,、冷凝等方法難以滿足嚴格的規(guī)定,。混合催化處理結(jié)合了各種技術(shù)的優(yōu)點,，對低濃度VOCs污染的治理更具成本效益,。