催化燃烧是典型的气—固相催化反应，它在催化剂的作用下降低反应的活化能，使其在较低的起燃温度250～350℃下进行无焰燃烧，在固体催化剂表面有机物质发生氧化，同时产生CO2 和H2O，并放出大量的热量，因其氧化反应温度低，所以大大地抑制了空气中的N2形成高温NOx。而且由于催化剂有选择性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物的氧化过程，使其多数形成分子氮。
有机废气的净化处理
经去除漆雾处理后的喷涂废气主要含有挥发性有机物，其处理技术包括传统净化技术、新型净化技术和复合型净化技术。燃烧法是将喷漆废气中的有机物燃烧氧化，转换成CO2 和H2O 无害物质达到废气净化目的。燃烧法可分为直接燃烧法、热力燃烧法、催化燃烧法、蓄热燃烧法等类型。
1、直接燃烧法。高浓度可燃有机废气宜采用直接燃烧法。直接燃烧法需要足够高温度，并保证燃烧空间内拥有足够氧气。若氧气量不足则燃烧不完全；若氧气量过多，会使可燃物浓度不在着火界限范围内导致不完全燃烧。为防止气体爆炸，一般在锅炉或敞开的燃烧器中燃烧废气，燃烧温度大于1100℃；但当燃烧不完全时，会导致一些污染物和烟尘排放到大气中，同时燃烧的热能无法回收，造成燃料能量损失。
2、热力燃烧法。低浓度可燃有机废气可采用热力燃烧法处理。浓度低可燃性物质导致在燃烧过程中不足以释放支持整个燃烧过程所需的能量，因此需加辅助燃料作为助燃气体，通过燃烧助燃气体提高热量，使废气达到反应温度并充分燃烧，热力燃烧法温度一般在500～900℃范围内，低于直接燃烧法温度。如图所示。
3、催化燃烧法。催化燃烧法被视为处理VOCs 的一种高效技术，在催化剂作用下VOCs 可在较低温度下（通常为200～400℃）氧化生成无污染的CO2 和H2O。催化燃烧法无二次污染，工艺操作简单，安全性高，起燃温度低；但催化剂性能优劣决定VOCs 净化效果，因此，高性能催化剂选择和研究开发是高效新型催化燃烧法，处理高浓度、小风量有机废气可采用催化燃烧法，但喷漆废气风量大、VOCs 浓度一般低于300mg/m3，不太适合处理喷漆废气。
4、蓄热燃烧法。当有机废气浓度不高时，常规的热力燃烧和催化燃烧不足以维持自燃，需要额外补充大量热能，因此宜采用蓄热燃烧。目前应用的蓄热燃烧器分两种：蓄热式热力燃烧反应器（RTO）和蓄热式催化燃烧反应器（RCO）。对于RTO 装置，一般由蓄热式换热器、热力燃烧室和切换阀门组成，常见的基本形式有二室、三室和多室RTO。二室RTO在进行阀门切换过程中会发生管道残留有机废气同净化后的废气一同排放问题，导致在净化周期内有一半以上时间内无法实现达标排放，净化效率低于80%；三室RTO 在二室RTO 的基础上增加了冲洗室，解决了废气未处理就排出问题，但阀门过多很难实现同步切换，使未处理废气同净化气体混合，无法实现达标排放；对于多室RTO 亦是如此。RCO 装置一般由蓄热催化炉和旋转换向阀组成，蓄热催化炉内分隔成多个蓄热催化室，有机废气通过旋转换向阀的进气口进入蓄热催化室中加热，待气体温度达到200～500℃后通过另一个蓄热催化室，在催化剂作用下得到净化并释放热量，净化后的高温气体被蓄热体吸收能量并降低温度，最后通过旋转换向阀的排气口排出，蓄热燃烧技术优势在于净化效率高、无二次污染，同时实现能量回收，节约燃料，具有良好应用前景。
选择合适工艺治理喷漆废气污染很有必要，干式净化漆雾过滤效率较低，应用范围较窄；湿式净化前期设备投资较高，但性能稳定、净化效率高、运行成本较低，大部分企业选用该方法。 随着科技不断进步和实验研究的不断深入，喷漆废气治理由单一净化工艺向多种工艺结合的方向发展，在发挥不同工艺优势的同时，也规避单一工艺的不足，最大程度提高喷漆废气的处理效率。
来源：《科学与技术》
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