燃燒法又稱為熱氧化法，主要分為直接熱氧化、催化熱氧化和蓄熱熱氧化，  VOC 大多數是由碳、氫、氧等元素構成的有機化合物，燃燒法是在 300~900  ℃的高溫

下，使 VOC 燃燒分解為二氧化碳和水。燃燒法處理技術具有處理量大、效率高、節(jié)能環(huán)保、易維護和適用于各種 VOC 的優(yōu)點，是目前化工、涂裝等行業(yè)中最常用的 VOC 處理方法。

1   直接熱氧化處理技術 

直接熱氧化處理技術是將 VOC 作為燃料直接燃燒的處理方法，適用于 VOC 濃度和熱值均較高的廢氣。當廢氣中 VOC 濃度較低不滿足直接熱氧化條件時，可以設置轉輪濃縮等 VOC 濃縮裝置，將廢氣濃縮后再進行處理，并適當補充燃料氣。 為了提升直接熱氧化法的熱效率，可將熱氧化爐設計為可熱回收的型式，其熱回收裝置為管殼式換熱器，可在爐體外設置換熱器或者將換熱器集成在爐體內部。如圖 1 所示，換熱器被集成在爐體內部，廢氣和處理后的達標排放氣體在爐體內的換熱流道進行熱交換。廢氣通過換熱器管程被預加熱到400  ℃后進入燃燒器，點燃后在燃燒室內燃燒，燃燒室內工作溫度在 700  ℃以上，廢氣逐漸被完全氧化生成二氧化碳和水，處理后的達標排放氣體通過氣體收集室進入換熱器殼程與廢氣換熱后排出。通過設計燃燒室尺寸和調節(jié)風門調節(jié)機構來控制進氣速度，進而控制廢氣在燃燒室內的停留時間，保證廢氣被充分氧化。熱氧化爐的氣體出入口均設置風門調節(jié)機構，通過聯鎖調節(jié)控制氣體的出口溫度。回收型熱氧化爐的單臺廢氣處理能力可達 1  200 ~48 000 Nm3·h-1，熱回收率為 40%~70%。

2   催化熱氧化處理技術 

催化熱氧化處理技術是一種氣-固相催化反應，催化劑的作用是降低反應的活化能，顯著降低反應溫度，并使反應物富集到催化劑表面提高反應速率。如表 1 所示，與直接熱氧化相比，催化熱氧化反應溫度低，能耗低，可以有效降低甚至消除 NOx生成。

如圖 2 所示，廢氣經過濾器去除雜質后由風機送入換熱器，和處理后的達標排放氣體進行熱交換，廢氣被預加熱到 150~200  ℃，由燃燒器點燃后進入催化反應單元，廢氣在催化反應單元被進一步加熱到 300~500  ℃并逐漸被完全氧化生成二氧化碳和水，處理后的氣體通過換熱器換熱后排出。通過換熱器設計，催化型熱氧化爐的熱效率可達到 70%以上。由于反應溫度較低，催化型熱氧化爐整體能耗較低，當廢氣中 VOC 質量濃度大于等于 1  g·Nm-3時，設備即可實現自熱運行，無須繼續(xù)補充燃料氣。催化型熱氧化爐可適用于低處理量和低質量濃度的廢氣處理，單臺廢氣處理能力可達 1  000~40  000 Nm3·h-1，熱回收率為 40%~70%，處理效率可達 95%。 

催化熱氧化法需要選擇合適的催化劑，催化劑根據活性成分不同可分為貴金屬催化劑、過渡金屬氧化物催化劑和復氧化物催化劑。貴金屬催化劑對烴類及其衍生物氧化反應催化活性高、使用壽命長、易于回收，但價格昂貴、耐中毒性差，常用的貴金屬催化劑有 Pt、Pd、Ru 催化劑（如 Pt-Al2O3催化劑）。過渡金屬氧化物催化劑對烴類和 CO 氧化反應均有高催化活性，且成本較低，可一定程度取代貴金屬催化劑，常用的過渡金屬氧化物催化劑有 Mn Ox和 Cu Ox等催化劑。復氧化物催化劑存在結構和電子調變的相互作用，活性比一般的單一氧化物催化劑要高。復氧化物催化劑主要分為鈣鈦礦型和尖晶石型，鈣鈦礦型的分子通式為 ABO3（如 La Mn O2），A 和 B 形成交替立體結構，表面晶格氧提供高活性的氧化中心；尖晶石型的分子通式為 AB2X4（如Cu Mn2O4），具有極好的深度氧化催化活性，可以實

現 250  ℃低溫催化燃燒。

3   蓄熱熱氧化處理技術 

蓄熱熱氧化處理技術是通過蓄熱陶瓷或其他高密度惰性材料床層從處理后氣體中吸收并儲存熱量，再將熱量釋放給入口的低溫廢氣，而不是采用管殼式換熱器，蓄熱陶瓷使用壽命較長，可達 10a以上。典型的蓄熱熱氧化處理技術有二室蓄熱式熱氧化爐工藝和三室蓄熱式熱氧化爐工藝，都是通過切換蓄熱室來實現蓄熱陶瓷的吸熱和放熱。二室蓄熱式熱氧化爐工藝如圖 3 所示，爐體由燃燒室和 2 個蓄熱室組成，蓄熱室內填充有蓄熱陶瓷床層。廢氣經廢氣入口管路從 1 號蓄熱室底部進入，通過蓄熱陶瓷預加熱后進入到爐體上部的燃燒室，在燃燒室內進一步加熱到 800  ℃以上，停留一段時間充分氧化后，通過 2 號蓄熱室內的蓄熱陶瓷從 2 號蓄熱室底部排出，并由煙囪排大氣。此時，2號蓄熱室內的蓄熱陶瓷完成蓄熱，通過廢氣入口管路上閥門的切換，廢氣在下一個處理過程從 2 號蓄熱室進入并從 1 號蓄熱室排出。通過切換蓄熱室，蓄熱陶瓷中的熱量被充分利用。二室蓄熱式熱氧化爐工藝處理效率大于等于 92%，熱回收率大于 90%，蓄熱室切換時會有一定管路壓力波動并存在交叉污染。三室蓄熱式熱氧化爐工藝如圖 4 所示，爐體由燃燒室和 3 個蓄熱室組成，蓄熱室內填充有蓄熱陶瓷床層。廢氣經廢氣入口管路從 1 號蓄熱室底部

進入，通過蓄熱陶瓷預加熱后進入到爐體上部的燃燒室，在燃燒室內進一步加熱到 800  ℃以上，停留一段時間充分氧化后，通過 2 號蓄熱室內的蓄熱陶瓷從 2 號蓄熱室底部排出，并由煙囪排大氣。通過廢氣入口管路上閥門的切換，廢氣在第 2 個處理程從 2 號蓄熱室進入并從 3 號蓄熱室排出，在第 3個處理過程從3號蓄熱室進入并從1號蓄熱室排出，循環(huán)往復。在第 2 個處理過程中，廢氣進入 2 號蓄熱室的同時，1 號蓄熱室底部的殘留廢氣經吹掃管路從蓄熱室底部抽出排入廢氣入口管路與入口廢氣匯合后一起進入 2 號蓄熱室。吹掃流程切換和蓄熱室切換相配合，保證蓄熱室底部殘留廢氣被排出處理，有效避免蓄熱室切換時的交叉污染。三室蓄熱

式熱氧化爐工藝處理效率大于等于 95%，熱回收率大于 95%，單臺廢氣處理能力可達 5 000 ~100 000 Nm3·h-1。