催化燃燒裝置允許燃燒稀薄的燃料/空氣混合物的催化燃燒是在環(huán)境上優(yōu)先利用天然氣作為能源以及從工業(yè)廢水中去除有機(jī)可燃?xì)怏w的關(guān)鍵。催化燃燒裝置的潛在應(yīng)用范圍很大，并且可以在運(yùn)行溫度上變化。現(xiàn)有和新催化燃燒技術(shù)的成功廣泛實施將在很大程度上取決于合適的低成本催化材料的可用性。由于沒有一種材料能夠滿足所有需求，因此需要根據(jù)給定技術(shù)的特定要求來協(xié)調(diào)開發(fā)新催化劑。面臨的挑戰(zhàn)是將燃燒催化劑領(lǐng)域的現(xiàn)有知識和專業(yè)知識與合成方法的創(chuàng)新相結(jié)合，改進(jìn)了新的特定復(fù)合形式的配方和應(yīng)用。本文概述了目前的技術(shù)水平，然后重點介紹了在1000K以下的應(yīng)用中的鈣鈦礦。給出了高活性配方實例以及通過受控合成和合適的載體組合進(jìn)一步增強(qiáng)其活性的實例。還提出了用于高溫催化燃燒的高性能材料的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　VOCs(揮發(fā)性有機(jī)化合物)是指在常壓下沸點在50—260℃、常溫下飽和蒸汽壓大于133.32Pa的有機(jī)化合物，或者在常溫常壓下任何能揮發(fā)的有機(jī)液體和固體。VOCs類目復(fù)雜，主要包含烯烴、烷烴、醇類、芳香烴、芳烴類、醛類、鹵代烴等，主要產(chǎn)生于制藥、制鞋、石油煉化和噴漆等行業(yè)。某些VOCs對臭氧層有破壞作用，如含氫氯氟烴(HCFCls)和氯氟烴(CFCs)；VOCs也是形成霧霾的重要前物，是有毒有害氣體的重要來源，環(huán)保部已將其列為細(xì)顆粒物之外大的空氣污染元兇。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，VOCs引起的健康與環(huán)境問題引來越來越多的關(guān)注，VOCs的處理也已迫在眉睫。
 

　　催化燃燒裝置在VOCs治理中的重要地位
 

　　VOCs治理有較多措施，其治理方法包括源頭減量、中間控制和末端處理等。目前，我國以末端治理為主。末端治理技術(shù)一般分為破壞性處理和回收性處理。破壞性處理主要包括催化燃燒法和焚燒處理法。回收性處理包括吸收法、冷凝法、吸附法和膜分離法等。回收性處理因其技術(shù)手段還不成熟，成本較高，目前沒有大規(guī)模應(yīng)用。焚燒法是直接將VOCs通入焚燒爐中，在爐內(nèi)充分燃燒，產(chǎn)生二氧化碳和水。該方法成本較低，運(yùn)用范圍較廣，技術(shù)線路也比較成熟。催化燃燒法是在廢氣燃燒的時候加入某種催化劑，降低VOCs 的燃點， 使VOCs能夠充分燃燒，終生成二氧化碳和水，實現(xiàn)直排。當(dāng)前常用催化劑種類有Cu、Fe、Ti等非貴金屬與Pd、Au、Pt等貴金屬兩大類。焚燒處理法和催化燃燒法在VOCs治理中占據(jù)核心地位，因其分解氧化*、治理效率高而得到廣泛應(yīng)用，其中催化燃燒法因無明火、節(jié)能、氧化溫度低而得到廣泛應(yīng)用。
 

　　催化燃燒是一種涉及氣—固兩相的化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)機(jī)理為在有活性氧參與的條件下發(fā)生的深度氧化反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，加入催化劑可以顯著降低反應(yīng)所需的活化能，VOCs富集在催化劑表面，在較低燃燒溫度下發(fā)生無焰燃燒，終分解為二氧化碳和水，同時釋放出大量的熱。