废气燃烧法

工业有机废气产生源有石油、化工、机械、轻工等工业中的炼油、喷涂、浸渍、橡胶加工、塑料加工、树脂加工、皮革加工、骨胶加工、食品加工及印刷等过程。废气中含有各种烃类、醇类、醛类、酮类、酸类、醚类、酯类、芳香类、酚类以及含氮、含氯、含硫的有机化合物等。这些有害物质多带有强烈刺激性恶臭，对人体有害。
燃烧法是工业有机废气治理的主要手段之一，它是利用废气中某些有害物质可以氧化燃烧的特性，将其燃烧变成无害物质的方法。这种净化方法仅能处理那些可燃的或在高温下能分解的含有机溶剂蒸气及碳氢化合物的有害气体。其化学作用主要是燃烧氧化，生成二氧化碳和水蒸汽，个别情况是热分解。因此，燃烧净化是把有害物质烧掉，并从中回收利用燃烧氧化后的产物和回收燃烧氧化过程中产生的热量，但不能回收废气中原含有的物质。
燃烧净化的方法有直接燃烧和催化燃烧两种。
直接燃烧 是利用废气中可燃的有害气体作燃料来燃烧的方法，适用于有害气体与空气混合浓度达到燃烧下限的、或者不加空气即可燃烧的有害气体。直接燃烧的条件是保持燃烧室600～800℃的温度及不少于0.3～0.5s的滞留时间。炼油厂、油毡厂等将氧化沥青生产中产生的废气送入加热炉燃烧净化，即为直接燃烧法之一例。
催化燃烧 是用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下氧化分解的净化方法。催化燃烧是将废气先通过预热装置预热至200～400℃，再进入燃烧室混合均匀，然后通过催化剂床使废气中可燃物质发生氧化反应。催化燃烧对于燃烧温度要求较低，因而所需辅助燃料少，燃烧装置也较简单。催化燃烧的转化率即净化效率可达90～95%。所用燃烧设备如图。

催化燃烧设备示意图

1.催化剂层床2.多孔板3.预热燃烧器4.热交换器5.排至大气6.废气

催化燃烧反应是通过一定种类和适当体积配比的催化剂来实现的。目前，作催化燃烧用的催化剂可分为三类：
❶贵金属系：铂、钯、钌等。它们有很高的氧化活性并易回收，但资源稀少，价格昂贵。
❷金属氧化物及其盐类：氧化铜(CuO)、氧化镍(NiO)、二氧化锰-氧化铜的复合物、三氧化二铁-三氧化二铬的复合物及铜、锰、镍、锌、铬酸盐等。复合氧化物的催化性能比单组分氧化物好，但氧化活性仍不如贵金属。
❸金属硫化物系：钍、镍、钼、钴的硫化物。这类催化剂一般只适用于含硫的碳氢化合物的催化燃烧，它在高温时易分解，使用温度限于300～400℃。
催化剂的活性物质常涂在载体上，以减少催化剂的用量。载体呈小球形、圆柱体和各种异形体，以便增大比表面积，载体应具有耐高温、耐摩损和阻力小等特性。通常在催化燃烧装置中设有催化剂床层。
催化燃烧的温度约为320～480℃，适用于含有可燃气体和蒸气的废气净化，而不适用于含有大量尘粒物的废气。因为尘粒物不仅可以堵塞催化剂床层，使流动阻力增大，而且能使催化剂本身由尘粒覆盖而氧化活性衰退。这种方法已应用于绝缘材料、漆包线、炼焦、印刷、油漆、化工脱硫工艺以及消除氮氧化物等方面。例如某化学纤维厂在二硫化碳(CS2)生产中排出含H₂S尾气(其中H₂S为40%)，将此尾气与空气按1:1.2～1:1.6的比例混合燃烧，反应温度达400～500℃时，在催化剂铝矿石作用下氧化为元素硫，回收率为99%，硫磺纯度为99.9%，每年从废气中可回收硫磺100余吨。