在减污降碳、协同增效的新时代背景下，通过将
“
降碳
”
收益补贴至逐渐
“
微利
”
的
“
减污
”
治理设施上，进一步推动减污治理设施升级提标，深化减污降碳协同治理制度体系改革，以期实现高质量的人与社会、生态和谐的美丽中国愿景
。工业有机废气治理技术应用于煤矿低浓度瓦斯的有效治理和利用领域将在
2025
年成为焦点。《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范
HJ 1093—2020
》以及
《甲烷体积浓度低于 8% 的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用》CCER方法学
，
将分解销毁技术暂限定为无焰氧化技术
。此限定背后技术考量深远，且蕴含众多市场机遇。本文将深入剖析两项文件，就无焰氧化技术，探讨相关市场机会。
1
、无焰氧化技术介绍
（一）无焰氧化技术原理
无焰氧化技术打破了传统燃烧需火焰传播的模式，核心在于对反应区温度与氧气浓度的精准调控。在该技术体系中，燃料与氧化剂（通常为空气）预先进行充分混合，使混合物达到均匀状态。接着，将混合气体引入特定的反应空间，通过外部热源或催化剂的作用，使反应区温度升高至燃料的自燃温度以上。此时，燃料会发生氧化反应，但由于混合均匀且氧气浓度相对较低，反应过程不会形成明显的火焰锋面，而是以一种温和、均匀的方式进行氧化。
以煤矿低浓度瓦斯处理为例，在无焰氧化过程中，瓦斯中的甲烷与空气充分混合，在特定的温度和氧气条件下，甲烷分子与氧气分子逐步发生化学反应，生成二氧化碳和水，同时释放出热能。这种反应方式避免了传统燃烧过程中因局部高温导致的快速链式反应，使得反应更加可控。
（二）无焰氧化技术特点
（
1
）高效燃烧与低污染物排放
无焰氧化技术通过均匀的混合与温和的反应过程，实现了燃料的高效燃烧。由于反应温度分布均匀，不存在局部高温区域，大大降低了热力型氮氧化物（
NOx
）的生成。传统有焰燃烧中，高温区域会促使空气中的氮气与氧气反应生成大量
NOx
，而无焰氧化技术能够有效抑制这一过程。
对于工业有机废气中的挥发性有机化合物（
VOCs
），无焰氧化过程能够使
VOCs
在较低的温度下充分氧化分解，减少不完全燃烧产物的生成，从而提高净化效率，降低污染物排放。
（
2
）安全性高
在煤矿瓦斯处理场景中，无焰氧化技术的安全性优势尤为突出。煤矿瓦斯具有易燃易爆的特性，传统的有焰燃烧方式极易引发瓦斯爆炸，严重威胁煤矿安全生产。无焰氧化技术从根本上避免了明火的产生，消除了因明火引发瓦斯爆炸的风险。通过精确控制反应条件，确保反应在安全的范围内进行，为煤矿低浓度瓦斯的处理提供了可靠的安全保障。
在工业有机废气治理中，对于一些含有易燃易爆有机成分的废气，无焰氧化技术同样能够降低爆炸风险，保障治理过程的安全稳定运行。
（
3
）适应性强
无焰氧化技术对不同浓度的燃料具有较好的适应性。在煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯处理中，能够处理甲烷体积浓度低于
8%
的瓦斯气体，对于浓度波动较大的瓦斯气源，通过合理的控制系统和工艺调整，依然能够保持稳定的反应状态。
在工业有机废气治理方面，无论是高浓度还是低浓度的有机废气，无焰氧化技术都能通过优化反应条件和设备参数，实现有效的净化处理。对于不同行业产生的成分复杂的有机废气，也能通过调整技术参数来适应其特性。
（三）无焰氧化技术实现方式
（
1
）蓄热式无焰氧化
RTO
工作原理：在蓄热式无焰氧化系统中，主要由蓄热室、燃烧室和气体切换装置等部分组成。废气或瓦斯首先进入蓄热室，蓄热室内填充有具有高比热容的蓄热材料，如陶瓷小球或蜂窝陶瓷。废气在通过蓄热室时，被蓄热材料预热至较高温度。然后，预热后的气体进入燃烧室，在燃烧室内与适量的空气混合并发生无焰氧化反应。反应后的高温气体再通过另一个蓄热室，将热量传递给蓄热材料，自身温度降低后排出。当气体流动方向定时切换后，原来用于预热的蓄热室变为余热回收室，实现热量的循环利用。
应用场景：广泛应用于工业有机废气治理和煤矿低浓度瓦斯处理。在工业有机废气治理中，对于中高浓度的有机废气，蓄热式无焰氧化能够充分利用废气自身的热量，实现高效节能的处理。在煤矿低浓度瓦斯处理中，通过将低浓度瓦斯与空气混合至合适浓度，送入蓄热式无焰氧化装置，可安全有效地分解瓦斯中的甲烷，并回收利用反应产生的热能。
（
2
）催化无焰氧化
RCO
工作原理：催化无焰氧化技术借助催化剂的作用，降低燃料氧化反应的活化能，使反应能够在相对较低的温度下进行无焰氧化。催化剂通常采用贵金属（如铂、钯等）或金属氧化物（如二氧化锰、氧化铜等）负载在具有高比表面积的载体上，如氧化铝、堇青石等。燃料与空气混合后，通过催化剂层，在催化剂表面发生吸附、反应和解吸等过程，实现无焰氧化反应。
应用场景：适用于对温度较为敏感的废气或瓦斯处理。在煤矿风排瓦斯处理中，由于风排瓦斯浓度极低且流量大，采用催化无焰氧化技术可以在较低温度下（如
350℃
左右）实现瓦斯的氧化分解，减少能源消耗。在工业有机废气治理中，对于一些含有对高温敏感成分的有机废气，催化无焰氧化能够在保证净化效果的同时，避免因高温导致的成分变化或二次污染。
2
、相关技术规范与方法学概述
（
1
）《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范
HJ 1093—2020
》
该规范规定了蓄热燃烧法工业有机废气治理工程的设计、施工、验收和运行维护的技术要求。蓄热燃烧法是利用高温热量来氧化分解有机物，将其转化为无害物质的一种方法。在设备中，有机废气经过预热器预热后，进入燃烧室进行燃烧，在燃烧过程中，有机废气被高温热量分解，生成二氧化碳和水蒸气，同时，设备的蓄热体将热量储存起来，待需要时释放出来，实现热能的循环利用。
图为：旋转式RTO
（2）《甲烷体积浓度低于 8% 的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用》
解读
该方法学明确提出，符合条件的甲烷体积浓度低于
8%
的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用项目可申请
CCER
。其中分解销毁技术暂仅限于无焰氧化技术。过去5-10年，高浓度抽采瓦斯主要利用和贮存方式有净化提纯制LNG或CNG，管道输送城市或工业用气，直接燃烧发电或供热。低浓度瓦斯用于净化提纯（甲烷体积分数8%-30%），直接燃烧（甲烷体积分数8%-30%）和无焰氧化（甲烷体积分数低于8%），其中直接燃烧分为低浓度燃烧发电或供热，多孔介质燃烧和超焓燃烧等。乏风瓦斯也用于无焰氧化的RTO或RCO。过去详细利用方式见
重磅！国标《煤层气（煤矿瓦斯）排放标准》和方法学《甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用》，您怎么看？
图为：低浓度瓦斯蓄热氧化利用系统，来自论文《山西重点煤矿区瓦斯梯级利用关键技术与工程示范》
3
、无焰氧化技术的技术研究
（
1
）反应机理研究
深入研究无焰氧化技术的反应机理，包括氧化反应的动力学过程、自由基的生成和反应路径等，有助于优化技术参数，提高氧化效率和能源利用效率。例如，通过实验和理论分析，确定最佳的反应温度、停留时间、气体浓度等参数，以实现瓦斯的完全氧化和热能的最大化利用。
（
2
）催化剂研发
催化无焰氧化技术中，催化剂的性能对反应效果起着关键作用。因此，需要不断研发高性能的催化剂，提高其活性、选择性和稳定性。例如，研究新型催化剂的制备方法，优化催化剂的组成和结构，以降低反应温度，提高瓦斯的氧化转化率，同时延长催化剂的使用寿命。
（
3
）设备优化设计
对无焰氧化设备进行优化设计，提高设备的热效率、稳定性和可靠性。例如，改进蓄热式氧化装置的结构，提高蓄热材料的蓄热能力和导热性能，优化气体分布和流动方式，以确保瓦斯在设备内均匀分布和充分反应。
二、工业有机废气治理和煤矿低浓度瓦斯利用无焰氧化技术
1
、工业有机废气治理中的无焰氧化技术
（一）技术特点
高效净化：能够将工业有机废气中的挥发性有机化合物（
VOCs
）高效去除，净化效率通常可达
95%
以上，满足严格的环保排放标准。
节能显著：蓄热体的使用使得预热阶段和余热回收阶段高效进行，减少了能源消耗。相比传统的直接燃烧法，可节约大量燃料。
适用范围广：适用于多种行业产生的有机废气，如化工、涂装、印刷等行业，对不同浓度和流量的废气都有较好的适应性。
（二）无焰氧化技术在其中的应用
在蓄热燃烧法治理有机废气过程中，无焰氧化技术通过精确控制燃烧条件，使废气在无明显火焰的情况下发生氧化反应。这种方式避免了传统有焰燃烧可能产生的局部高温热点，降低了氮氧化物（
NOx
）等二次污染物的生成。同时，无焰氧化过程相对平稳，有利于提高设备的稳定性和安全性。
2
、煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯无焰氧化技术
（一）技术特点
安全可靠：由于煤矿瓦斯具有易燃易爆特性，无焰氧化技术避免了明火产生，大大降低了爆炸风险，提高了瓦斯处理过程的安全性。
能源利用合理：在分解销毁瓦斯的同时，能够回收利用氧化反应产生的热能，可用于发电、供热等，实现能源的有效回收。
适应性强：对于低浓度瓦斯和风排瓦斯这种浓度波动大、流量不稳定的气源，无焰氧化技术通过合理的系统设计和控制策略，能够较好地适应其特性。
（二）与蓄热燃烧法的关联
煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯的无焰氧化技术在原理上与蓄热燃烧法有相似之处，都涉及蓄热体的利用和氧化反应的控制。在煤矿瓦斯处理中采用的蓄热式氧化装置（
RTO
）与蓄热燃烧法处理有机废气的设备结构和工作原理相近。但
煤矿瓦斯处理更注重安全性，对防爆、监测等方面有更严格要求
。
（一）技术优势
（
1
）环保效益显著
无论是工业有机废气治理还是煤矿瓦斯处理，无焰氧化技术都能有效减少污染物排放。在工业有机废气治理中，高效去除
VOCs
，降低对大气环境的污染；在煤矿瓦斯处理中，减少甲烷排放，降低温室气体效应。
（
2
）能源回收利用
两个领域应用都能实现能源的回收利用。蓄热燃烧法回收的热量可用于预热废气或其他工艺环节；煤矿低浓度瓦斯利用过程中无焰氧化产生的热能可用于发电、供热等，提高了能源利用效率，符合节能减排的发展趋势。
（
3
）安全性提高
无焰氧化技术避免了明火的产生，对于工业有机废气处理，降低了爆炸风险；对于煤矿瓦斯处理，更是从根本上解决了瓦斯爆炸的隐患，保障了生产安全。
（二）技术限制
（
1
）设备成本较高
无焰氧化技术所需的设备，如蓄热式氧化装置（
RTO
）、催化氧化装置等，结构复杂，技术含量高，导致设备购置成本较高。对于一些中小企业来说，可能存在资金压力。
（
