附。当压力降低时 , 有机物从吸附剂表面脱附放
出。其特点是无污染物 , 回收效率高 , 可以回收反
应性有机物。但是该技术操作费用较高 , 吸附需要
加压 , 脱附需要减压 , 环保中应用较少 , 故不再讨
论。

5 　消除技术

11 　热氧化

热氧化系统就是火焰氧化器 , 通过燃烧来消除

有机物的 , 其操作温度高达 700 ℃～1 ,000 ℃。这
样不可避免地具有高的燃料费用 , 为降低燃料费
用 , 需要回收离开氧化器的排放气中的热量。回收
热量有两种方式 , 传统的间壁式换热和新的非稳态
蓄热换热技术。

间壁式热氧化是用列管或板式间壁换热器来捕

获净化排放气的热量 , 它可以回收 40 %～70 %的
热能 , 并用回收的热量来预热进入氧化系统的有机
废气。预热后的废气再通过火焰来达到氧化温度 ,
进行净化 , 间壁换热的缺点是热回收效率不高。

蓄热式热氧化 (简称 R TO) 回收热量采用一

种新的非稳态热传递方式。主要原理是 : 有机废气
和净化后的排放气交替循环 , 通过多次不断地改变
流向 , 来最大限度地捕获热量 , 蓄热系统提供了极

图

　蓄热式热氧化

催化燃烧装置原理图

高的热能回收 , 基本原理如图 2 :

在某个循环周期内 , 含 VOC 的有机废气进入

R TO 系统 , 首先进入耐火蓄热床层 1 ( 该床层已

被前一个循环的净化气加热) , 废气从床层 1 吸收
热能使温度升高 , 然后进入氧化室 ; VOC 在氧化
室内被氧化成 CO

和 H

O , 废气得到净化 ; 氧化

后的高温净化气离开燃烧室 , 进入另一个冷的蓄热
床层 2 , 该床从净化排放气中吸收热量 , 并储存起
来 (用来预热下一个循环的进入系统的有机废气) ,
并使净化排放气的温度降低。此过程进行到一定时

间 , 气体流动方向被逆转 , 有机废气从床层 2 进入

系统。此循环不断地吸收和放出热量 , 作为热阱的
蓄热床也不断地以进口和出口的操作方式改变 , 产
生了高效热能回收 , 热回收率可高达 95 % , VOC
的消除率可达 99 %。

12 　催化燃烧

催化燃烧是一种类似热氧化的方式来处理

VOC 的 , 它净化有机物是用铂、钯等贵金属催化

剂及过渡金属氧化物催化剂来代替火焰 , 操作温度
较热氧化低一半 , 通常为 250 ℃～500 ℃。由于温
度降低 , 允许使用标准材料来代替昂贵的特殊材
料 , 大大地降低设备费用和操作费用。与热氧化相
似 , 系统仍可分为间壁式和蓄热式两类热量回收方
式。

间壁式催化燃烧是在催化床后设一个换热器 ,

该换热器在降低排放气温度的同时 , 也预热含

VOC 的有机废气 , 其热回收达 60 %～75 %。该类

氧化器早已用于工业过程。

蓄热催化燃烧 (简称为 RCO) 是一种新的催

化技术。它具有 R TO 高效回收能量的特点和催化
反应的低温操作及能量有效性的优点 , 将催化剂置
于蓄热材料的顶部 , 来使净化达到最优 , 其热回收
率高达 95 %～98 %。

RCO 系统性能的关键是使用专用的催化剂 ,

浸渍在鞍状或是蜂窝状陶瓷上的贵金属或过渡金属
催化剂 , 允许氧化发生在 R TO 系统温度的一半 ,
既降低了燃料消耗 , 又降低了设备造价。

现在 , 有的国家已经开始使用 RCO 技术进行

有机废气的消除处理 , 很多 R TO 设备已开始转变
成 RCO , 这样可以削减操作费用达 33 %～75 % ,
并增加排放气流量达 20 %～40 %。

13 　集成技术 (炭吸附 + 催化氧化)

对于大流量、低浓度的有机废气 , 单一使用上

述方法处理费用太高 , 不经济。利用炭吸附具有处
理低浓度和大气量的优势 , 先用活性炭捕获废气中
的有机物 , 然后用小得多流量的热空气来脱附 , 这
样可使 VOC 富集 10～15 倍 , 大大地减少了处理废
气的体积 , 使后处理设备的规模也大幅度地降低。
把浓缩后的气体送到催化燃烧装置中 , 利用催化燃
烧适于处理较高浓度的特点来消除 VOC。催化燃
烧放出的热量可以通过间壁换热器 , 来预热进入炭
吸附床的脱附气 , 降低系统的能量需要量。

该技术利用炭吸附处理低浓度和大气量的特

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　　　　　中　国　涂　料

1999 年第 1 期