燃燒法又稱(chēng)為熱氧化法，主要分為直接熱氧化、催化熱氧化和蓄熱熱氧化，  VOC 大多數(shù)是由碳、氫、氧等元素構(gòu)成的有機(jī)化合物，燃燒法是在 300~900  ℃的高溫

下，使 VOC 燃燒分解為二氧化碳和水。燃燒法處理技術(shù)具有處理量大、效率高、節(jié)能環(huán)保、易維護(hù)和適用于各種 VOC 的優(yōu)點(diǎn)，是目前化工、涂裝等行業(yè)中最常用的 VOC 處理方法。

1   直接熱氧化處理技術(shù) 

直接熱氧化處理技術(shù)是將 VOC 作為燃料直接燃燒的處理方法，適用于 VOC 濃度和熱值均較高的廢氣。當(dāng)廢氣中 VOC 濃度較低不滿(mǎn)足直接熱氧化條件時(shí)，可以設(shè)置轉(zhuǎn)輪濃縮等 VOC 濃縮裝置，將廢氣濃縮后再進(jìn)行處理，并適當(dāng)補(bǔ)充燃料氣。 為了提升直接熱氧化法的熱效率，可將熱氧化爐設(shè)計(jì)為可熱回收的型式，其熱回收裝置為管殼式換熱器，可在爐體外設(shè)置換熱器或者將換熱器集成在爐體內(nèi)部。如圖 1 所示，換熱器被集成在爐體內(nèi)部，廢氣和處理后的達(dá)標(biāo)排放氣體在爐體內(nèi)的換熱流道進(jìn)行熱交換。廢氣通過(guò)換熱器管程被預(yù)加熱到400  ℃后進(jìn)入燃燒器，點(diǎn)燃后在燃燒室內(nèi)燃燒，燃燒室內(nèi)工作溫度在 700  ℃以上，廢氣逐漸被完全氧化生成二氧化碳和水，處理后的達(dá)標(biāo)排放氣體通過(guò)氣體收集室進(jìn)入換熱器殼程與廢氣換熱后排出。通過(guò)設(shè)計(jì)燃燒室尺寸和調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)控制進(jìn)氣速度，進(jìn)而控制廢氣在燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間，保證廢氣被充分氧化。熱氧化爐的氣體出入口均設(shè)置風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過(guò)聯(lián)鎖調(diào)節(jié)控制氣體的出口溫度?；厥招蜔嵫趸癄t的單臺(tái)廢氣處理能力可達(dá) 1  200 ~48 000 Nm3·h-1，熱回收率為 40%~70%。

2   催化熱氧化處理技術(shù) 

催化熱氧化處理技術(shù)是一種氣-固相催化反應(yīng)，催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能，顯著降低反應(yīng)溫度，并使反應(yīng)物富集到催化劑表面提高反應(yīng)速率。如表 1 所示，與直接熱氧化相比，催化熱氧化反應(yīng)溫度低，能耗低，可以有效降低甚至消除 NOx生成。

如圖 2 所示，廢氣經(jīng)過(guò)濾器去除雜質(zhì)后由風(fēng)機(jī)送入換熱器，和處理后的達(dá)標(biāo)排放氣體進(jìn)行熱交換，廢氣被預(yù)加熱到 150~200  ℃，由燃燒器點(diǎn)燃后進(jìn)入催化反應(yīng)單元，廢氣在催化反應(yīng)單元被進(jìn)一步加熱到 300~500  ℃并逐漸被完全氧化生成二氧化碳和水，處理后的氣體通過(guò)換熱器換熱后排出。通過(guò)換熱器設(shè)計(jì)，催化型熱氧化爐的熱效率可達(dá)到 70%以上。由于反應(yīng)溫度較低，催化型熱氧化爐整體能耗較低，當(dāng)廢氣中 VOC 質(zhì)量濃度大于等于 1  g·Nm-3時(shí)，設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)自熱運(yùn)行，無(wú)須繼續(xù)補(bǔ)充燃料氣。催化型熱氧化爐可適用于低處理量和低質(zhì)量濃度的廢氣處理，單臺(tái)廢氣處理能力可達(dá) 1  000~40  000 Nm3·h-1，熱回收率為 40%~70%，處理效率可達(dá) 95%。 

催化熱氧化法需要選擇合適的催化劑，催化劑根據(jù)活性成分不同可分為貴金屬催化劑、過(guò)渡金屬氧化物催化劑和復(fù)氧化物催化劑。貴金屬催化劑對(duì)烴類(lèi)及其衍生物氧化反應(yīng)催化活性高、使用壽命長(zhǎng)、易于回收，但價(jià)格昂貴、耐中毒性差，常用的貴金屬催化劑有 Pt、Pd、Ru 催化劑（如 Pt-Al2O3催化劑）。過(guò)渡金屬氧化物催化劑對(duì)烴類(lèi)和 CO 氧化反應(yīng)均有高催化活性，且成本較低，可一定程度取代貴金屬催化劑，常用的過(guò)渡金屬氧化物催化劑有 Mn Ox和 Cu Ox等催化劑。復(fù)氧化物催化劑存在結(jié)構(gòu)和電子調(diào)變的相互作用，活性比一般的單一氧化物催化劑要高。復(fù)氧化物催化劑主要分為鈣鈦礦型和尖晶石型，鈣鈦礦型的分子通式為 ABO3（如 La Mn O2），A 和 B 形成交替立體結(jié)構(gòu)，表面晶格氧提供高活性的氧化中心；尖晶石型的分子通式為 AB2X4（如Cu Mn2O4），具有極好的深度氧化催化活性，可以實(shí)

現(xiàn) 250  ℃低溫催化燃燒。

3   蓄熱熱氧化處理技術(shù) 

蓄熱熱氧化處理技術(shù)是通過(guò)蓄熱陶瓷或其他高密度惰性材料床層從處理后氣體中吸收并儲(chǔ)存熱量，再將熱量釋放給入口的低溫廢氣，而不是采用管殼式換熱器，蓄熱陶瓷使用壽命較長(zhǎng)，可達(dá) 10a以上。典型的蓄熱熱氧化處理技術(shù)有二室蓄熱式熱氧化爐工藝和三室蓄熱式熱氧化爐工藝，都是通過(guò)切換蓄熱室來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄熱陶瓷的吸熱和放熱。二室蓄熱式熱氧化爐工藝如圖 3 所示，爐體由燃燒室和 2 個(gè)蓄熱室組成，蓄熱室內(nèi)填充有蓄熱陶瓷床層。廢氣經(jīng)廢氣入口管路從 1 號(hào)蓄熱室底部進(jìn)入，通過(guò)蓄熱陶瓷預(yù)加熱后進(jìn)入到爐體上部的燃燒室，在燃燒室內(nèi)進(jìn)一步加熱到 800  ℃以上，停留一段時(shí)間充分氧化后，通過(guò) 2 號(hào)蓄熱室內(nèi)的蓄熱陶瓷從 2 號(hào)蓄熱室底部排出，并由煙囪排大氣。此時(shí)，2號(hào)蓄熱室內(nèi)的蓄熱陶瓷完成蓄熱，通過(guò)廢氣入口管路上閥門(mén)的切換，廢氣在下一個(gè)處理過(guò)程從 2 號(hào)蓄熱室進(jìn)入并從 1 號(hào)蓄熱室排出。通過(guò)切換蓄熱室，蓄熱陶瓷中的熱量被充分利用。二室蓄熱式熱氧化爐工藝處理效率大于等于 92%，熱回收率大于 90%，蓄熱室切換時(shí)會(huì)有一定管路壓力波動(dòng)并存在交叉污染。三室蓄熱式熱氧化爐工藝如圖 4 所示，爐體由燃燒室和 3 個(gè)蓄熱室組成，蓄熱室內(nèi)填充有蓄熱陶瓷床層。廢氣經(jīng)廢氣入口管路從 1 號(hào)蓄熱室底部

進(jìn)入，通過(guò)蓄熱陶瓷預(yù)加熱后進(jìn)入到爐體上部的燃燒室，在燃燒室內(nèi)進(jìn)一步加熱到 800  ℃以上，停留一段時(shí)間充分氧化后，通過(guò) 2 號(hào)蓄熱室內(nèi)的蓄熱陶瓷從 2 號(hào)蓄熱室底部排出，并由煙囪排大氣。通過(guò)廢氣入口管路上閥門(mén)的切換，廢氣在第 2 個(gè)處理程從 2 號(hào)蓄熱室進(jìn)入并從 3 號(hào)蓄熱室排出，在第 3個(gè)處理過(guò)程從3號(hào)蓄熱室進(jìn)入并從1號(hào)蓄熱室排出，循環(huán)往復(fù)。在第 2 個(gè)處理過(guò)程中，廢氣進(jìn)入 2 號(hào)蓄熱室的同時(shí)，1 號(hào)蓄熱室底部的殘留廢氣經(jīng)吹掃管路從蓄熱室底部抽出排入廢氣入口管路與入口廢氣匯合后一起進(jìn)入 2 號(hào)蓄熱室。吹掃流程切換和蓄熱室切換相配合，保證蓄熱室底部殘留廢氣被排出處理，有效避免蓄熱室切換時(shí)的交叉污染。三室蓄熱

式熱氧化爐工藝處理效率大于等于 95%，熱回收率大于 95%，單臺(tái)廢氣處理能力可達(dá) 5 000 ~100 000 Nm3·h-1。