揮發(fā)性有機物(volatileorganiccompounds,，VOCs)是指在常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa,，常壓下沸點在260℃以下的有機化合物，包括烷烴,、芳香烴,、芳烴類、烯烴,、醇類,、醛類、酮類,、鹵代烴等,。日常生活中常見的排放源有建筑材料、裝修材料,、家具的鉆合劑,、廚房油煙以及機動車尾氣排放等；工業(yè)方面常見的主要來源有化工和石化工業(yè)廢氣,，電子行業(yè)的清洗劑,、印刷工業(yè)、油漆與涂料的生產(chǎn)與使用,，電廠鍋爐尾氣等工業(yè)過程排放的廢氣,。大多數(shù)的VOCs有毒、有氣味,，一些VOCs還有致癌性,，對人體健康產(chǎn)生極大的危害；VOCs在陽光作用下還可以與大氣中的氮氧化合物發(fā)生光化學反應,，生成毒性更大的光化學煙霧,。近年來VOCs已成為我國主要大氣污染物之一，有關VOCs的危害事故逐年增多,，因而VOCs的凈化處理技術已成為環(huán)境催化領域的一個研究熱點,。
通常VOCs處理方法可分為兩大類：一類是所謂非破壞性技術即回收法，一般通過改變一定工藝過程中溫度,、壓力等物理條件使VOCs富集分離,，此類方法包括活性炭吸附法,、溶液吸收法、冷凝法及膜分離等常見技術,；一類是所謂破壞性技術,，即通過化學或生物的技術使VOCs轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水以及氯化氫等無毒或毒性小的無機物,，此類方法包括直接燃燒,、 催化燃燒、生物降解,、等離子體氧化,、光催化氧化法等常見技術。各種方法都因VOCs種類,、濃度,、排放方式等有各自的工藝特點，其處理VOCs的工藝條件和要求也具有不同應用范圍和優(yōu)缺點,。譬如,，冷凝工藝適用于高濃度、小風量的VOCs廢氣治理,，對低濃度,、大風量的VOCs廢氣處理存在投資大、運行成本高,、收益小的缺點,；生物法對于VOCs濃度和種類-較多，大多研究仍屬于實驗室規(guī)模的實驗研究,，尚未應用于大規(guī)模的實際工程,。吸附法對于低濃度的VOCs廢氣具有很好的處理效果，但可能導致將污染從氣相轉(zhuǎn)移到固相引起二次污染問題,。直接燃燒法適合處理高濃度VOCs的廢氣,，因其運行溫度通常達到800-1200℃時，工藝能耗成本較高,，且燃燒尾氣中容易出現(xiàn)二噁英(dioxin),，NOx等副產(chǎn)物；催化燃燒可以在遠低于直接燃燒溫度條件下處理低濃度的VOCs氣體,，具有凈化效率高,、無二次污染、能耗低的特點,，是商業(yè)上處理VOCs應用最有效的處理方法之一,。因而，國內(nèi)外研究者對 VOC催化燃燒設備催化劑進行了大量相關研究，相關問題是近年來環(huán)境催化領域的一個熱點問題,。20多年前有關催化燃燒研究方面的非常好的評述,，近來也有一些篇幅較短的英文評述，但很少見到較深入的中文評述,。本文將結(jié)合作者實驗室的研究成果,，著重于對近五年來國內(nèi)外催化燃燒的主要成果進行分析，并對催化劑活性組分,、顆粒大小,、載體的效應、水蒸汽的影響以及催化燃燒反應過程中積碳等主要問題的最新進展進行綜述,。
目前VOCs處理方法按原理來分有回收技術和破壞技術兩類,。回收技術主要是采用物理方法回收氣體中的有價值溶劑,，包括冷凝法、吸附法,、吸收法和膜分離法,；破壞技術主要是采用化學和生物方法將氣體中的有機物轉(zhuǎn)化為CO2、H2O等物質(zhì),，包括直接燃燒法,、蓄熱式燃燒法、催化燃燒法,、生物降解法以及光催化降解,、等離子體、電暈法等近年發(fā)展的新技術,。
(1)冷凝法是將廢氣降溫至VOCs成分-以下,，使之凝結(jié)為液態(tài)后回收有價值的溶劑。主要適用于處理量較小且可冷凝物質(zhì)的濃度相對較高的廢氣處理,。
(2)吸收法是采用低揮發(fā)或不揮發(fā)液體作為吸收劑,，利用VOCs各種組分在吸收劑中溶解度的差異而凈化廢氣。適用于高水溶性,、小到中等廢氣量的處理,。
(3)吸附法是吸附劑(多為多孔性固體)從廢氣中有選擇的吸附某些組分而去除VOCs的一種方法。適用于中低濃度的VOCs凈化,。
(4)膜分離法是借助載體空氣和VOCs蒸汽不同的滲透能力,，或膜對氣體混合物中分子的不同選擇性而使VOCs分子分離的技術。適用于較高濃度的VOCs分離與回收,。
(5)生物降解法是在生物反應器中利用微生物對廢氣中的有機物進行消化代謝,，將其分解成水、CO2及-無機鹽類。主要用于低濃度,，且以微生物可分解物質(zhì)為主的廢氣處理,。
(6)燃燒技術是基于含VOCs廢氣具有可燃性的特點，通過燃燒將廢氣中的可氧化組分轉(zhuǎn)化為CO2和水等無害物質(zhì),，包括直接燃燒,、蓄熱式燃燒(RTO)和催化燃燒(RCO)。直接燃燒是將有機廢氣當做燃料來燃燒,，主要是處理VOCs濃度很高且具有相對較高燃燒熱值的廢氣,，燃燒溫度一般在1100℃；蓄熱式燃燒主要處理可燃物濃度較低的廢氣,，無法著火或依靠自身來維持燃燒,，是采用先進的熱交換設計技術和新型陶瓷蓄熱材料，把有機廢氣加熱到800℃左右,，使VOCs氧化分解成CO2和水,，燃燒后的尾氣除提供尾氣蓄熱升溫所需要的熱量，富余的熱量余熱回收副產(chǎn)蒸汽,，保證凈化效果和熱量的有效回收,；催化燃燒是利用催化劑的催化作用來降低氧化反應溫度和提高反應速率，可以在較低的溫度下進行氧化燃燒,，使有機物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),。
通常工業(yè)上的催化劑都是由活性成分、助劑和載體等組成,，其中活性組分及其分布,、顆粒大小、催化劑載體對催化效果和壽命有很大的影響,。用于 廢氣催化燃燒設備的催化劑的活性成分可分為貴金屬,、非貴金屬氧化物，貴金屬是低溫催化燃燒最常用的催化劑,，其優(yōu)點是具有較高的活性,、良好的抗硫性，缺點是活性組分容易揮發(fā)和燒結(jié),，容易引起氯中毒,、價格昂貴，資源短缺,；非貴金屬氧化物催化劑主要有鈣欽礦型,、尖晶石型以及復合氧化物催化劑等，價格相對較低,，也表現(xiàn)出很好的催化性能,，譬如,，鈣欽礦型催化劑高溫熱穩(wěn)定性較好，尖晶石型催化劑具有優(yōu)良的低溫活性,，但其不足之處在于催化活性相對較低,，起燃溫度較高。
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