挥发性有机化合物（VOCs）是包装印刷、表面涂装、石油化工、有机化工等需要化学反应或使用有机溶剂的行业在生产过程中排放的污染物。根据世界卫生组织（WHO）的定义，VOCs为熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称。VOCs的主要成分为烷烃、烯炔烃、芳香烃、羰基化合物、卤代烃等，特点是沸点较低、分子量小、常温下易挥发，VOCs多具有刺激性气味和毒性，且易燃易爆。由于VOCs的危险性与危害性，我国针对各行业制定了废气排放要求。随着我国环保意识的提升和工业升级的需要，废气排放的要求越来越严格，对于VOCs处理的需求增长迅速。

VOCs处理技术从基础原理上可以分为回收法和分解法两大类:

回收法是通过吸附、吸收、冷凝和膜分离等方法对VOCs进行处理。吸附法是通过活性炭、沸石分子筛等具有多孔结构的物质对VOCs进行物理吸附和捕捉，然后通过升温、减压、提高湿度等方法对吸附的VOCs进行解吸。吸收法分为物理吸收和化学吸收，物理吸收是根据有机物相似相溶的原理，选用弱极性、高沸点、低挥发、化学性质稳定的有机溶剂对VOCs进行吸收，再通过VOCs与有机溶剂物理性质的差异进行分离；化学吸收是通过酸洗、碱洗等方法酸碱与VOCs反应进行吸收。冷凝法是利用有机物在不同温度下饱和蒸汽压不同，通过冷凝器降温或升压，使VOCs冷凝后从气相中分离。膜分离法是选择对VOCs具有选择性渗透的高分子膜，通过膜两侧的压力差，使VOCs透过膜被收集。

分解法分为燃烧法和非燃烧法。燃烧法又称为热氧化法，主要分为直接热氧化、催化热氧化和蓄热热氧化，VOCs大多数是由碳、氢、氧等元素构成的有机化合物，燃烧法是在300~900℃的高温下，使VOCs燃烧分解为二氧化碳和水。非燃烧法包括生物处理法、光催化法和低温等离子法等。生物处理法是将VOCs气体通过微生物填充层，由微生物将VOCs转化为无害的无机物。光催化法是通过光催化剂吸收光子，与表面的水反应产生羟基自由基和活性氧物质，羟基自由基具有120kJ·mol-1的反应能，高于有机物中的各类化学键能，例如C-C键83kJ·mol-1、C-H键99kJ·mol-1、C-N键73kJ·mol-1、C-O键84kJ·mol-1、H-O键111kJ·mol-1、N-H键93kJ·mol-1，因而能迅速有效地将VOCs分解为二氧化碳和水。低温等离子法是在外加电场作用下，通过介质放电产生超高能电子对VOCs进行辐射和电离，使VOCs氧化降解为二氧化碳和水。

VOCs处理技术中，吸附法、冷凝法和膜分离法适用于有回收价值的高浓度VOCs的处理，投资高，维护成本和耗材费用均较高；吸收法可选溶剂种类较少，费用高，处理量小，易造成二次污染；生物处理法设备体积大，处理效率较低；光催化法光能利用率低，对透光度要求高，处理效率受制于紫外线波长和催化剂性质，且易产生二次污染；低温等离子法易产生氮氧化物及其他二次生成物。以上处理技术，由于自身技术特点只能应用于特定VOCs处理工况，适用范围均较窄。

燃烧法处理技术具有处理量大、效率高、节能环保、易维护和适用于各种VOCs的优点，是目前化工、涂装、印刷包装等行业中常用的VOCs处理方法。

直接热氧化处理技术是将VOCs作为燃料直接燃烧的处理方法，适用于VOCs浓度和热值均较高的废气。当废气中VOCs浓度较低不满足直接热氧化条件时，可以设置转轮浓缩等VOCs浓缩装置，将废气浓缩后再进行处理，并适当补充燃料气。

催化热氧化处理技术是一种气-固相催化反应，催化剂的作用是降低反应的活化能，显著降低反应温度，并使反应物富集到催化剂表面提高反应速率。与直接热氧化相比，催化热氧化反应温度低，能耗低，可以有效降低甚至消除NOx生成。

蓄热热氧化处理技术是通过蓄热陶瓷或其他高密度惰性材料床层从处理后气体中吸收并储存热量，再将热量释放给入口的低温废气，而不是采用管壳式换热器，蓄热陶瓷使用寿命较长，可达10a以上。常用的蓄热热氧化处理技术有三室蓄热式热氧化炉工艺和旋转蓄热式热氧化炉工艺，都是通过切换蓄热室来实现蓄热陶瓷的吸热和放热。

综上所述，VOCs燃烧法处理技术主要分为直接热氧化、催化热氧化和蓄热热氧化。直接热氧化处理技术工作温度高，对设备材料和结构要求高，有部分NOx生成，热回收率较低，设备操作和维护方便，适用于中小规模、较高浓度的VOCs处理；催化热氧化处理技术工作温度低，能耗低，可以有效降低甚至消除NOx生成，热回收率较低，需要定期更换催化剂，适用于中小规模的VOCs处理；蓄热热氧化处理技术工作温度高，废气处理量大，处理效率和热回收率均较高，能耗，蓄热陶瓷寿命长，设备易维护，适用于中大规模的VOCs处理。