催化燃燒分為：蓄熱式催化熱力氧化RCO（Regeneration Catalytic Oxidizer）和換熱式催化熱力氧化 CO（Catalytic Oxidizer）。

催化燃燒和蓄熱式熱力焚燒RTO（Regenerative Thermal Oxidezer）廢氣治理技術(shù)，是目前能夠?qū)崿F(xiàn)VOCs達(dá)標(biāo)排放的成熟技術(shù)。

兩種技術(shù)從去除率、達(dá)標(biāo)能力上來講是一致的，但畢竟是兩種截然不同的技術(shù)，在許多方面還是有區(qū)別的。下面對兩種技術(shù)進(jìn)行比較。

一、催化燃燒技術(shù)反應(yīng)溫度低

催化燃燒反應(yīng)溫度一般在250～400℃，熱損失小，所需的能耗低；

而RTO反應(yīng)溫度一般在800～1000℃（個(gè)別資料提到反應(yīng)溫度760℃，但需增加反應(yīng)停留時(shí)間），熱損失大，所需的能耗高。

二、催化燃燒技術(shù)不產(chǎn)生NOx

RTO的反應(yīng)溫度比較高，會將空氣中的氮?dú)獠糠洲D(zhuǎn)化為NOx，并且這一轉(zhuǎn)化率隨著溫度的提高、停留時(shí)間的延長會迅速提升，催化燃燒不會生成NOx。

據(jù)研究：

1）一套20萬m3/h處理量的RTO設(shè)備，其NOx排放量約等于一臺35t/h的燃煤流化床鍋爐。

2）在930℃時(shí)，在空氣氣氛下，N2和O2反應(yīng)生成的熱力型NOx平衡濃度可以達(dá)到210ppm（265mg/m3），如果停留時(shí)間足夠長，生成的NOx還會進(jìn)一步增加。

3）《蓄熱燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》

5.5.1一般規(guī)定：在一般規(guī)定中，對治理工程處理后可達(dá)到的排放水平以及凈化設(shè)備運(yùn)行過程中的環(huán)境保護(hù)要求、監(jiān)測要求等進(jìn)行了原則性的規(guī)定。關(guān)于凈化系統(tǒng)產(chǎn)生的二次污染物的控制在規(guī)范6.4中進(jìn)行了規(guī)定。在此，需要指出的是，RTO處理為高溫燃燒，在此過程中，有可能會生成NOx，需要對其凈化予以考慮，具體排放要求執(zhí)行國家或地方的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

基于此，如果采用RTO技術(shù)治理VOCs，后續(xù)要采取脫硝措施。

三、催化燃燒技術(shù)不產(chǎn)生二噁英

1.催化燃燒技術(shù)不產(chǎn)生二噁英

催化燃燒技術(shù)作為VOCs治理的主流技術(shù)，也是目前能夠?qū)崿F(xiàn)VOCs達(dá)標(biāo)排放的成熟技術(shù)。

但許多業(yè)主，甚至環(huán)保從業(yè)人員，對催化氧化過程中是否生成二噁英顧慮重重，尤其碰到廢氣中含有鹵素、芳烴等物質(zhì)時(shí)，在選用催化氧化技術(shù)時(shí)就會更加慎重。

其實(shí)，用催化氧化技術(shù)處理VOCs廢氣，基本不同擔(dān)心生成二噁英，如果催化劑配伍當(dāng)中配置分解二噁英催化劑，就更不用擔(dān)心二噁英問題。

二噁英又稱二噁因，屬于氯代三環(huán)芳烴類化合物，是由200多種異構(gòu)體、同系物等組成的混合體。其毒性比氯化鉀、砒霜強(qiáng)得多。是非常穩(wěn)定又難以分解的一級致癌物質(zhì)。二噁英中毒性最強(qiáng)的是2，3，7，8-四氯二苯并二噁英，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

英文縮寫為TCDD

二噁英主要來自垃圾焚燒、農(nóng)藥及含氯有機(jī)物的高溫分解或不完全燃燒。含有氯仿、氯甲烷、氯乙烷等低碳氯代烴的有機(jī)廢氣在催化氧化過程中不會產(chǎn)生二噁英。

其理由是：

（1）催化氧化的穩(wěn)定較低，在250-400℃之間。

（2）催化氧化的機(jī)理與直接燃燒（熱力）燃燒不同。它是反應(yīng)物分子（包括氧分子）被吸附在催化劑的活性中心上得到活化、解離、重組、脫附，主要的過程都在催化劑表面上完成，受催化劑表面結(jié)構(gòu)控制。

（3）低碳氯代烴濃度很低，氧很豐裕的情況下，C-O、H-O、H-Cl結(jié)合的活性遠(yuǎn)大于C-C、C-Cl的結(jié)合。一個(gè)碳，兩個(gè)碳的小分子，連接成氯代三環(huán)芳烴類結(jié)構(gòu)是不大可能的。

可能產(chǎn)生二噁英的必須條件：

（1）含高濃度氯代烴，貧氧（氧不足），高溫。

如垃圾焚燒：垃圾中往往含有氯的塑料制品；

燃燒物的中間易處于貧O2層。高濃度、貧O2是必要條件。

高溫裂解屬自由基反應(yīng)機(jī)理，C-C鍵容易連接起來。

（2）如果廢物或廢氣中含有氯代苯類等，濃度比較高，在貧O2條件下，不完全分解，易生成二噁英。

從上述二噁英的定義、生成機(jī)理、催化氧化反應(yīng)機(jī)理等分析可知，用催化氧化技術(shù)對VOCs進(jìn)行治理，不必?fù)?dān)心二噁英的問題。如果催化劑配伍中配置了分解二噁英的催化劑，廢氣出口二噁英的達(dá)標(biāo)就更有保證！

2.RTO技術(shù)在處理含氯廢氣時(shí)，會產(chǎn)生二噁英

RTO技術(shù)在處理含氯廢氣時(shí)會產(chǎn)生二噁英。如果要消除處理后廢氣中的二噁英，需要在二燃室將廢氣加熱到>851℃，停留時(shí)間>2s，然后采用急冷技術(shù)，將廢氣溫度從600℃迅速降溫至150℃以下，這個(gè)時(shí)間不能超過2s，從而破壞二惡英再度生成的溫度區(qū)間，消除二噁英。

四、催化燃燒技術(shù)投資低

處理同樣規(guī)模的有機(jī)廢氣，設(shè)備配置水平相同，應(yīng)用催化燃燒技術(shù)投資低于應(yīng)用RTO技術(shù)的投資，一般為RTO技術(shù)投資的80%。

有人認(rèn)為，催化燃燒技術(shù)相比RTO技術(shù)，多了價(jià)格高昂的催化劑，為什么反而投資低？原因如下：

1）催化燃燒反應(yīng)停留時(shí)間比RTO短得多，約為1/5；

2）RTO需配備脫硝設(shè)施；

3）針對含氯廢氣，RTO需增加急冷裝置；

4）RTO需配備燃料儲運(yùn)設(shè)施；

5）RTO需配備備用電源；

6）RTO設(shè)備需采用耐高溫的材料；

7）針對含氯廢氣，RTO需解決高溫氯腐蝕問題，會大幅度增加設(shè)備投資。

五、催化燃燒技術(shù)運(yùn)行費(fèi)用低

催化燃燒因?yàn)榉磻?yīng)溫度低，與外界熱量交換比較少，熱損失小，需要補(bǔ)充的外加熱源相應(yīng)就比較小，因此運(yùn)行費(fèi)用低。

綜上所述，RTO技術(shù)存在的問題是嚴(yán)重的二次污染，同時(shí)存在投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)高等問題。

2019年7月1日實(shí)施的《制藥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 37823—2019）、《涂料、油墨及膠粘劑工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 37824-2019）、《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB37822-2019）等，均正式提出了高溫產(chǎn)生氮氧化物的問題、含氯廢氣產(chǎn)生二噁英的問題等。

上述標(biāo)準(zhǔn)的正式實(shí)施，極大地限制了RTO的應(yīng)用范圍，催化燃燒技術(shù)的優(yōu)勢得以凸顯。相信隨著整個(gè)社會對廢氣治理的關(guān)注、認(rèn)知的提高，催化燃燒將會在越來越多的廢氣治理領(lǐng)域發(fā)揮作用。

1. 什么是催化劑？

催化劑是一種在加快化學(xué)反應(yīng)速率的同時(shí)，自身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。在處理VOC的過程中，催化劑的使用可以大大降低所需要的反應(yīng)溫度。

2. 納米催化劑能耐高溫嗎？

催化燃燒的工作溫度平均在250oC-350oC左右，但是有的時(shí)候由于廢氣濃度的驟升，在催化燃燒過程中會出現(xiàn)瞬間達(dá)到五六百度的情況（飛溫）；此時(shí)，機(jī)器內(nèi)部的溫度感應(yīng)器會發(fā)出信號，鼓入新鮮空氣來稀釋廢氣濃度，從而降低反應(yīng)溫度。我司開發(fā)的納米催化劑具有良好的短暫抗高溫能力，不會因瞬間高溫?zé)Y(jié)而降低使用效率。

3. 納米催化劑能夠用多久？

催化劑的使用壽命通常根據(jù)使用情況而定，一般情況可參照下表來判斷。

4. 新型催化劑的制備工藝和傳統(tǒng)貴金屬有何區(qū)別？

貴金屬催化劑的制備一般包含了第一載體（蜂窩陶瓷或堇青石），上面涂附第二載體Al2O3, 之后再涂附活性組分Pt，Pd，Rh，和助催化劑CeO2等。第二載體的粘結(jié)牢度和比表面積，以及貴金屬涂層的粒子尺寸和活性反應(yīng)單元決定了催化劑的性能。

因此，除了昂貴的金屬價(jià)格，多次燒結(jié)多層涂附的復(fù)雜的制備工藝也提高了貴金屬催化劑的成本。新型納米非貴金屬催化劑采用高效過渡金屬復(fù)合材料一體成型，沒有其他載體，大大簡化了傳統(tǒng)工藝的復(fù)雜程序。新型催化劑的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1、催化反應(yīng)屬于表面反應(yīng)，我司催化劑活性成分100%，市面上不論貴金屬還是非貴金屬催化劑活性成分只是表面不到1微米厚的一薄層，因此，市面上的其他催化劑有可能會因?yàn)楸砻婊钚燥L(fēng)蝕磨損脫落而失效，我司催化劑則不會因?yàn)槟p而失效，反而因?yàn)槟p出里面新鮮的催化劑而活性升高；

2、市面上的負(fù)載型催化劑均由第一載體上涂覆第二載體，第二載體上涂覆貴金屬或非貴金屬活性組分的構(gòu)成，存在第一載體和第二載體膨脹系數(shù)不一致的情況，在熱沖擊下會造成嚴(yán)重的脫落，從而導(dǎo)致活性下降甚至失效，而我司催化劑是單一組分不存在此類問題。

5. 常見催化劑的化學(xué)組成成分是什么？

常見的催化劑一般分為兩大類：貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑，其中貴金屬催化劑的活性成分主要有貴金屬的鉑，鈀，和銠，而非貴金屬催化劑的活性成分主要是過渡金屬氧化物（稀土和稀有金屬氧化物）和復(fù)合金屬氧化物（固溶體，鈣鈦礦，和尖晶石）。

6. 對比直接燃燒，使用催化劑有何好處？

直接燃燒的溫度一般在850℃-950℃，催化燃燒的溫度一般在250℃-350℃；顯然，催化燃燒由于催化劑的作用大幅度降低了反應(yīng)所需溫度，從而大大降低了能耗和運(yùn)行成本。另外，直接燃燒會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物氮氧化物（這是形成酸雨的主要成分，國家對氮氧化物的管控也比較嚴(yán)格），造成二次污染。目前，國內(nèi)外大多數(shù)企業(yè)已經(jīng)開始在淘汰直接焚燒，轉(zhuǎn)而使用催化燃燒。

7. 為什么有些氣體需要更高的溫度處理？

第一、不同的氣體成分是不一樣的，這跟氣體的分子穩(wěn)定性有關(guān)，一般來講，含有苯環(huán)的VOCs廢氣如苯、甲苯、二甲苯這類的廢氣比較穩(wěn)定，那么處理它們需要更高的能量，因此需要較高的溫度來氧化它們；

第二，催化劑對不同的VOCs廢氣是有選擇性的，我們根據(jù)不同行業(yè)廢氣的組分，開發(fā)出針對不同情況下的催化劑系列產(chǎn)品，我們會根據(jù)客戶提供的廢氣組分為客戶選擇最適合客戶工況的最佳催化劑。根據(jù)氣體的不同，在燃燒過程中的處理效果也不一樣。比如乙酸乙酯所需的反應(yīng)溫度要比甲苯高出40度左右。因此，在處理多種氣體時(shí)，要充分考慮氣體的成分和含量，選擇適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行處理。

8. 起燃溫度是什么？

起燃溫度是指50%的氣體被降解的溫度，也被稱為T50， 是一個(gè)催化劑的性能指標(biāo)。原則上講，在同樣的空速下處理相同風(fēng)量的氣體，起燃溫度越低，催化劑的性能越好。催化劑在長期使用后，會出現(xiàn)不同程度的老化，此時(shí)可以適當(dāng)提高反應(yīng)溫度來提升凈化率。

9. 用完以后的納米催化劑能回收再利用嗎？

長期使用后的催化劑活性會慢慢下降，使用一年以后可以上下對調(diào)，調(diào)整催化劑的擺放位置，也可以適當(dāng)提高催化劑的反應(yīng)溫度來達(dá)到更好的催化效果。催化劑功能衰減到一定程度，不能達(dá)到處理目標(biāo)時(shí)，請及時(shí)與我司聯(lián)系更換新的催化劑。我們也可以根據(jù)你們的情況為你們提供催化劑激活或者直接回收的解決方案。