从2016年开始，国家加强了对挥发性有机物（VOCs）的排放，相继出台了《京津冀及周边地区2017年大气污染防治工作方案》、《重点行业挥发性有机物削减行动计划》等措施，以全面推进石化、医药、汽车、包装印刷等行业挥发性有机物（VOCs）的综合整治。催化燃烧技术作为一种高效净化技术，越来越受到环保行业的重视，使得催化燃烧设备的使用越来越普及，带动了催化燃烧技术的核心部件催化剂的发展。

1.  VOCs催化燃烧基本原理

催化燃烧的本质就是燃烧，从化学角度来说燃烧反应就是深度氧化反应，燃烧反应发生的化学反应与深度氧化反应是一样，VOCs经过燃烧（或催化燃烧）生成二氧化碳和水，燃烧过程放出的热量和深度氧化反应是一样的。基本反应如下：

VOCs + O₂ == CO₂+ H₂O + Q  

催化剂的定义：

催化剂是一种加快化学反应速率,本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂不改变化学反应的热力学，只改变化学反应的动力学，其本质就是降低化学反应的活化能，加快化学反应的发生。在VOCs氧化反应中就是降低反应温度。这也是热力燃烧（TO、RTO）需要800 ^oC甚至更高的温度，而催化燃烧通常只要350 ^oC左右的科学道理。

2.   VOCs催化剂

催化剂性能通俗的说就是降低反应温度的幅度，在实际工业使用中，催化剂性能体现在使用温度，使用寿命、和抗中毒性能。由于这些问题在早期的文章中已有介绍，这里就不展开了。

但是，这里需要说明的是，催化剂是高科技产品，开发一个催化剂需要大量的科研投入的。比如一个实验室性能非常好的催化剂，很有可能无法产业化。讲一个非常简单的例子，搞催化研究的都知道，上世纪八十年代日本的Haruta教授发现的负载金催化剂对一氧化碳（CO）氧化超高活性，实验室可以在第一冰点（0 ^oC）将CO高效氧化成二氧化碳（CO₂）。然而，早些年，燃气热水器市场中有一款消除CO的燃气热水器，烟道气排出口处装了一块催化剂模块，烟道气温度大约在120 ^oC左右，“测试初期一氧化碳浓度为0，持续了大概10分钟浓度到达6ppm，浓度高的时候达到26ppm。”，说明催化剂的活性下降很快。这就是实验室催化剂和现实应用中的差距。

有人说，VOCs反应就是燃烧反应，只要用上催化剂就可以了，事实上由于VOCs的化学成分不一样，要求催化剂性能会有天壤之别。比如丙烷催化燃烧，普通的贵金属催化剂在实验室条件下400 ^oC很难有效催化，而丙烯200 ^oC就能完全消除了。当然，催化燃烧也不是万能的，在实际应用中需针对适合催化燃烧场合。

3.    催化燃烧设备案例

催化燃烧设备的性能是发挥催化剂性能的关键，催化燃烧设备看起来简单，但是里面也涉及很多科学问题，比如气流分布、温度分布、热量回用。更为重要的是如何与业主的工况相匹配。

下面讲一个减排节能的案例，东阳市某塑料有限公司的塑料印刷过程的VOCs处理，两台印刷机，共用一台催化燃烧炉。

为催化燃烧设备工艺流程，催化燃烧风量4500m³/h，催化剂装量300L，分别为贵金属催化剂150L，稀土过渡金属催化剂150L。不但催化燃烧设备做到无能耗运行（除了风机），而且把热交换器出口的200^oC高温气体利用起来，回送到到印刷机，做到印刷机也不需要供热。这个设备相当于一台加热炉，把VOCs废气处理的同时产生热量，大大降低了业主的能量消耗。