催化燃燒技術在VOCs有機廢氣處理中的研究

非貴金屬氧化物包含鈣鈦礦型化合物、六鋁酸鹽等。

鈣鈦礦型金屬氧化物催化劑，鑒于其耐熱性好，適用于較高濃度甲烷燃燒系統，耐熱穩定性型高，因而獲得更普遍的運用。盡管其穩定性比貴金屬催化劑逐步提高，但仍存有著比表面積較低及其耐高溫易于燒結等問題，依據引入具備熱穩定功能的結構助劑或將鈣鈦礦型金屬氧化物催化劑擔載在適度的高比表面積載體上，可擴大催化劑的分散度，增強耐熱穩定性。

六鋁酸鹽系列催化劑具備比較好的耐熱穩定性能及其較高的拉伸強度。從這一些層面看，它被認為是耐高溫催化燃燒運用發展前景的催化劑之一。

整體式催化燃燒工藝

整體式催化劑是由載體、涂層及其催化活性成分組成的很多狹小的平行面通道整齊排列的新型催化劑。整體式催化劑集反應器和催化劑于一身，相較傳統式顆粒狀催化劑及固定床反應器，具備催化劑床層阻力小、床層壓下降、放大效應小和傳質效率高等特點，現階段較常見的是蜂窩陶瓷和金屬合金等整體式載體。

金屬基體一般 由卷起的波浪形金屬薄片組成，材質一般 為鐵鉻鋁合金或鋁鉻鈷合金等。與陶瓷基體相較，金屬基體具備拉伸強度高、起燃速度快、耐熱沖擊等特點，但熱膨脹系數過大，難與載體或催化劑涂層搭配，金屬基整體式催化劑基體的結構類型有蜂窩狀，絲網狀和泡沫狀等。

流化床催化燃燒反應工藝

低濃度甲烷普遍存有于礦井煤層氣和某些有機廢氣中，甲烷濃度常被稀釋至5% 以下，鑒于甲烷含量低，流量和濃度常隨操作條件而轉變，采用固定床式的催化燃燒會導致部分溫度過高，以至于會導致熱應力過大等現象; 而流化床焚燒設備具備熱容量大、接觸面積廣、換熱效率高等特點，在焚燒低濃度甲烷層面顯示出了優勢。

流化床催化燃燒反應工藝

探討說明: 伴隨著溫度的增高，床層膨脹高度增加; 流化風速擴大，床層的空隙率增加，床層膨脹高度增加; 溫度對氣泡的生長影響不明顯; 流化風速增加時，進到氣泡相的氣體量增加，氣泡直徑擴大; 流化床床層表面的壓力起伏頻率大于床層內; 甲烷通入時，床層內部平均壓力下降，壓力起伏頻率減小，但床層表面壓力起伏頻率增加。

走向轉換催化燃燒與吸-放熱耦合反應工藝

鑒于甲烷催化燃燒是強放熱反應，將甲烷催化燃燒的放熱與某些吸熱反應耦合，開發出吸-放熱耦合反應。在其中，固定床催化反應器中的走向轉換強制周期實際操作作為一種操作過程強化技術，遭受愈來愈多的關注。

走向轉換強制周期實際操作的基本原理是依據反應裝置中實際操作閥門的時間及順序，從而達到控制催化燃燒反應器內氣體走向的周期性改變。與傳統式固定床催化反應器相較，走向轉換催化燃燒反應器具備改良反應的時均性能、改良系統穩定性及下降參數靈敏度等特點，是去除VOCs 有機廢氣處理的發展前景的新技術之一。