挥发性有机物（VOCs）是形成PM2.5（细颗粒物）、O₃（臭氧）等二次污染物的重要前体物，进而引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题。随着我国工业化和城市化的快速发展以及能源消费的持续增长，以PM2.5和O₃为特征的区域性复合型大气污染日益突出，区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多，严重制约社会经济的可持续发展，威胁人们的身体健康。为了根本解决PM2.5、O₃等污染问题，切实改善大气环境质量，近年来国家正积极推进其关键前体物VOCs的污染防治工作。

    催化氧化技术介绍：

    催化氧化炉（简称CO）是利用催化剂来促进废气中的污染物进行氧化分解的一种设备。有机废气净化的催化氧化技术是基于废气中有机化合物可以燃烧氧化的特性， 通过催化氧化将废气中可以氧化的组分转化为无害物质，废气含碳氢化合物在催化剂的作用下可以利用较低的温度将其转化为二氧化碳和水，同时释放出热量，具有操作温度低、节省能耗、去除效率高等优势，广泛应用于涂装、石油化工、印刷、涂料、涂布等各行业。

催化氧化反应的工作原理

    催化氧化作用的原理是通过催化剂降低反应活化能，加快化学反应速度。催化氧化技术就是利用这一原理，在催化剂的催化作用下，在较低温度（250-350℃）下反应完全，生成二氧化碳和水，实现对VOCs去除效率达98%以上，是一种比较高效和节能的废气处理技术之一。

    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烧，并氧化分解为二氧化碳和水，同时放出大量热量。工业上常见碳氢化合物的催化氧化净化的反应方程式如下：

    催化氧化设备工艺流程：

催化氧化设备工艺流程示意图

    工艺流程介绍：废气收集后先进行浓度控制，确保废气进入催化氧化前气体浓度低于25%LEL。在离心风机的作用下经过换热器完成热量的交换，废气被催化氧化后的高温气体预热，再经过电加热器加热到催化氧化温度，在催化剂床层中有机废气被氧化成二氧化碳和水，并放出大量热量，氧化后的高温气体换热后经过集中排气筒高空排放。

    预处理装置：主要是去除废气中对催化氧化有害的物质，比如高浓度颗粒物、酸碱性气体、油烟类物质、对催化剂有中毒或失活的物质，具体采用哪种预处理方式需要根据废气中的成分进行设计。

    换热器：利用催化氧化炉后的高温气体对进入的气体进行预热，充分利用系统内部反应放出的热量，若放出的热量足够多，则可将气体预热到催化氧化反应温度（通常为250-350℃，具体温度以催化剂设计数值为准）。

    电加热器：电加热主要作用是设备启动过程预热和运行过程热量补充作用。若废气中VOCs浓度较高，在设备正常运行后换热条件下是可以实现内部能量平衡的，但是在设备启动过程中需要对气体进行预热，把气体预热到250-300℃，进而对废气进行催化氧化反应。在设备运行过程中，当废气中VOCs浓度较低时，催化氧化放出的热量无法满足设备自平衡时，需要启动电加热设备提供热量。电加热器有时候也会用燃烧机代替，燃烧机主要以天然气、汽油或柴油等为燃料。

    催化氧化炉：这是完成催化氧化VOCs组分的核心设备，内部装填高效分解VOCs专用贵金属催化剂。VOCs通过催化剂床层时完成催化氧化反应，分解为二氧化碳和水，并放出大量热量，VOCs浓度达到某一浓度值后释放出的热量可以满足系统的热量平衡需求。

    催化氧化技术特点：

    1、去除效率高：VOCS去除率高可达98%及以上；

    2、操作温度低：由于催化剂的作用，炉膛内的温度通常较低（约250-350℃），减少了维持炉膛温度所需的能源；

    3、不产生NOx等二次污染；

    4、安全可靠：设备配有浓度检测及控制系统、阻火系统、防爆泄压系统、超温报警系统及先进自控系统；

    5、设备阻力小：催化剂空速大，用量小，大大减少了系统阻力；

    6、余热可回用：余热可利用，可回用到生产单元，也可作其它方面的热源利用；

    7、占地面积小：采用先进的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝状陶瓷载体催化剂，比表面积大、空速高，设备尺寸大大减小；

    8、维护成本低：设备结构简单，操作简便，维护成本较低。

    催化氧化设备结构：

    CO催化氧化设备可以采用分体式和一体式两种结构布置。

分体式催化氧化设备布置示意图

一体式催化氧化设备布置示意图

    山东山蓝环境小编在文中讲诉了催化氧化技术的工艺流程、技术特点及设备的结构等，如有更多疑问，欢迎留言，希望能给予大家更多帮助。