时催化剂需要定期更换，废弃的催化剂如何处理还有待进一步研究，而且一种催化剂一般只对某一特定类型的有机物有效，如果处理混合型的VOCs废气，则需要多种不同类型的催化剂，此外由于催化剂成本很高，使得该法处理费用大大提高。(3)废气中的VOCs不完全燃烧有可能产生比初始气体更有害的污染物，如乙醛，二恶英，呋喃等。 2.2.2光催化降解
该法主要是利用催化剂(如TiO2)的光催化性，氧化吸附在催化剂表面的VOCs，最终产生CO2和H2O。其利用用光照射半导体光催化剂，使半导体的电子充满的价带跃迁到空的导带，而在价带留下带正电的空穴(h+)。光致空穴具有很强的氧化性，可夺取半导体颗粒表面吸附的有机物或溶剂中的电子，使原本不吸收光而无法被光子直接氧化的物质，通过光催化剂被活化氧化。光致电子还具有很强的还原性，使得半导体表面的电子受体被还原。
VOCs光催化降解的速率主要受吸附效率和光催化反应速率的影响，具有较高吸附性能的VOCs不一定有较快的降解速率，因此选择光催化剂至关重要。常见的光催化剂主要是金属氧化物和金属硫化物，由于TiO2有较高的化学稳定性和催化活性，且价廉无毒，所以TiO2是目前最常用的光催化剂之一。由于该技术还没有很完备的理论，在光催化TiO2的产物上一直存在争论，不能确定中间产物是否会造成二次污染。而且，光催化氧化法存在着催化剂的失活、催化剂难以固定，且催化剂固定后催化效率降低的缺点，因此该技术目前尚未商业化。 2.2.3生物降解技术
生物降解技术最早应用于脱臭，近年来逐渐发展成为VOCs的新型污染控制技术。该技术中，含有VOCs的废气由湿度控制器进行加湿后通过生物滤床的布气板，沿滤料均匀向上移动，在停留时间内，气相物质通过平流效应、扩散效应、吸附等综合作用，进入包围在滤料表面的活性生物层，与生物层内的微生物发生好氧反应，进行生物降解，最终生成CO2和H2O。生物降解法设备简单，运行维护费用低，无二次污染等优点，尤其在处理低浓度、生物可降解性好的气态污染物时更显其经济性。体积大和停留时间长是生物法的主要问题，同时该法对成分复杂的废气或难以降解的VOCs去除效果较差。 2.2.4等离子体技术
等离子体被称为物质的第四种形态，由电子、离子、自由基和中性粒子组成，是导电性流体，总体上保持电中性。发展前景比较广阔的等离子体技术是电晕放电技术，用其处理VOCs具有效率高、能量利用率高、设备维护简单、费用低等优点。电晕放电是指在非均匀电场中，用较高的电场强度使气体产生“电子雪崩”，出现大量的自由电子，这些电子在电场力的作用下做加速运动并获得能量。当这些电子具有的能量与C-H、C=C或C-C键的键能相同或相近时，就可以打破这些键，从而破坏有机物的结构。电晕放电可以产生以臭氧为代表的具有强氧化能力的物质，可以氧化有机物。所以电晕法处理VOCs理论上是上述两种机理共同作用的结果。
电晕放电技术对VOCs的处理效率很高，应用范围广，基本上各类 VOCs都能有效处理，对低浓度VOCs处理效果显著。运行工艺简单，维护方便、能耗低，比传统方法更经济有效。存在的问题是，该技术还处于实验室研究阶段，处理量较小；该技术对电源的要求很高，在分解VOCs分子的同时，还有一些有害副产物产生，如NOx、CO、O3等。因此如何在低能耗的前提条件下，提高反应条件如电场强度、停留时间等，并消除副产物的影响，是改进电晕放电技术的研究方向。由于VOCs的成分复杂，各种污染物的特性不同，因此任何单一的VOCs控制方法均受其去除性能、投资运行费用和适用范围的影响。治理VOCs还需优化各种控制技术和开发不同控制方法的组合技术，以达到提高去除率、降低成本和减少二次污染的目的，这是目前去除VOCs的主要发展方向。 2.3 工艺技术比较
下表1-1对几种处理技术的能力进行了比较。
表1-1 处理技术能力比较
高浓度
工艺
效率
回 收 技 术 销 毁 技 术
吸附 吸收 冷凝 膜 燃烧 光催化 生物 等离子体
中 高 中 高 高 高 低 中
费用 中 高 低 低 高 中 低 中
效率 高 中 中 中 高 中 高 高
费用 高 高 高 中 高 中 低 低
有机物 有机物 有机物 有机物 CO2,H2O CO2,H2O CO2,H2O CO2,H2O
低浓度，范围广 高浓度，特定范围 高浓度，单组份 高浓度，范围广 高浓度，范围广 高浓度，范围广 低浓度，范围广 低浓度，范围广
吸附剂需再生处理 吸收剂难以选择 高浓度特定组分 作为冷凝前处理工序 易产生有毒中间产物 催化剂难固定，失活 对温度湿度变化灵敏 电源要求高，有毒产物
低浓度
最终产物
适用范围
不足
3．国内外部分研究进展
3.1催化燃烧 3.1.1催化燃烧工艺
催化燃烧是把有机废气加热到启燃温度，在催化剂的作用下进行无焰燃烧，生成二氧化碳和水并释放大量热量。选取苏州捷能环保科技有限公司的催化燃烧装置（图1-2）进行工艺部分简要介绍，其主要有催化室、电加热箱、热交换器、风机、电控柜五大部分组成。
1-2 催化燃烧装置示意图
当有机废气进入装置先到热交换器，用催化燃烧后的余热通过热交换器把有
机废气温度尽可能的提高，通常升温△t=50-60℃，然后送入电加热箱内，通过电热管加热到启燃温度，一般在200-250℃。达到温度会自动关闭加热系统，这时就进入催化箱内，进行催化燃烧反应，是有机废气氧化分解成二氧化碳和水，并且释放大量的热量。当有机废气浓度一定量时，产生的余热通过热交换器后升温达到启燃温度，这时催化燃烧装置就达到动态热平衡，大量节省了电功率。 3.1.2催化燃烧催化剂
催化燃烧催化剂为固体催化剂，由载体、涂层和活性组分三部分组成。下面就从这三个方面分别加以阐述。
（1）载体
载体除了分散活性组分，也具有调节催化性能的作用。尤其是载体表面的酸性中心具有活化VOCs的作用。
由于A12O3比表面大，且具有催化作用所需要的孔结构，因此被广泛用作各类催化剂的载体。但是，氧化铝存在压力降和热容大、耐热性差、强度低并易破碎等缺点，而且在高温环境下，会转变成热力学上稳定的α-Al2O3，从而导致催化剂活性下降。此外A12O3容易与过渡金属组分生成铝酸盐，这也是目前很难克服的问题。
金属合金载体是70年代末出现的，主要有FeCrAl、NiCr和FeMow等三类合金。从加工和经济价值等综合考虑，FeCrAl是最有应用前景的合金。大量的研究表明，FeCrAl合金具有较好的高温抗氧化性，主要是由于在其表面可选择地形成A12O3膜。金属合金载体的优点为：几何表面积大和较好的几何结构，有利于催化活性物质的吸附；压力降、热容小；具有良好的导热性；机械强度高。主要缺点是载体与涂层材料的膨胀系数差异较大，在使用过程中，由于温度的不断变化，二者之可将产生较大的应力，从而使涂层脱落，缩短催化剂的使用寿命。
随着催化剂对活性组分的分散度、热稳定性的要求不断提高，人们逐渐倾向于选用整体型载体，因其常被制成蜂窝状，故又称为蜂窝载体。堇青石蜂窝陶瓷载体（2MgO·2Al2O3·5SiO2），主要由高岭土（A12O3·2SiO2·2H2O）、滑石（3MgO·4SiO2·H2O）和有机粘台剂挤压成型，干燥后再经过高温焙烧制成。由于堇青石蜂窝陶瓷具有热膨胀系数小（1.8×10-6/℃）、耐热性好等特性，适合作燃烧催化剂的载体。研究表明堇青石具有很高的热稳定性，蜂窝状结构材料具有
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