流向变换催化燃烧技术及其应用的研究进展

梁文俊，李玉泽，李 坚，何 洪

（北京工业大学 区域大气复合污染防治北京市重点实验室，北京 100124）

流向变换催化燃烧技术及其应用的研究进展

梁文俊，李玉泽，李 坚，何 洪

（北京工业大学 区域大气复合污染防治北京市重点实验室，北京 100124）

概述了流向变换催化反应技术的来源及发展历程，介绍了该技术的特点。流向变换催化燃烧技术是一种最早实现工业化、应用广泛的非定态催化反应技术之一，具有集成度和热量回收效率高、抗干扰能力强、可操作弹性大、能通过自身调节维持自热反应状态等优点。该技术可应用于生产二次能源和化学品、净化工业废气及处理可挥发性有机物；综述了该技术的应用研究进展，展望了该技术今后的研究目标。

流向变换；非定态；催化燃烧；研究进展

目前应用的反应器周期性流向变换操作的概念最早来源于美国，由Cottrell于1938年提出并申请了相关专利［1］。但直到20世纪70年代，Boreskov和Matros对该操作概念进行了系统性的数学描述，将其初步应用于SO2的氧化性实验研究并建立了相应的工业反应装置［2-3］。随后该反应器操作概念得到了广泛关注并在各种反应体系中得到应用，被认为是替代目前定态操作技术的理想选择。

煤矿乏风、表面涂装、印刷等条件下产生的废气流量大、浓度低，采用传统的回收处理方法不经济且效率不高。因此目前采用较多的方法是吸附法和破坏法相结合，但该方法会使整个净化系统变得复杂，投资成本和运行费用增加，对相应的操作和控制系统也有极高的要求。而催化燃烧法具有二次污染小、污染物破坏彻底、流程相对简单、操作和控制系数低等优点，是一种较理想的污染气体去除方法。该方法的应用关键在于污染气体要求具有足够高的热值，使其能基本维持相关反应在系统中的热量平衡而无需从外界输入较多的能量，这样就极大地限制了该方法在低浓度污染气体领域的应用［4-5］。基于此背景提出的流向变换催化反应技术结合了蓄热燃烧和催化燃烧的特点，可适用的污染气体浓度范围较常规的催化燃烧技术更广，因此应用前景更广阔。

本文概述了流向变换催化反应技术的来源及发展历程，介绍了该技术的特点及其在生产二次能源和化学品、净化工业废气及处理可挥发性有机物（VOCs）方面的应用，综述了该技术的应用研究进展。

1 流向变换催化反应技术概述

专利［6］描述了流向变换催化反应系统的雏形，即一种可利用催化反应释放的热量预热将要进入反应器的污染气体的设备。利用热量的方式为：首先利用反应器两端的特殊材料将催化反应所释放的热量蓄积，然后通过定期改变进入反应器的污染气体的流向以利用已蓄积在反应器两端的热量。该技术的出现打破了传统意义中定态操作对应最优操作系统的观点。进一步的研究表明，以一种特殊的方式来强制实现进气气流和系统操作参数的周期性切换，使整个系统处于一种非定态，能极大程度地提高反应器的长期性能，也可改善反应器的自适应性。到20世纪60年代末，催化反应中自激振荡现象的发现为流向变化催化燃烧反应器的强制性周期变换操作提供了理论依据［7］。Douglas等总结了强制周期性操作上的理论，并进一步证明了非定态操作具有不同于定态操作的温度、浓度分布、稳定性和自适应性、转化率等特点［8］。20世纪70～80年代，研究人员对固定床催化反应器人为非定态强制周期性操作技术进行了全面细致的分析，对因催化反应形成的热波的传播特性进行了更深入地考察和数学性描述，并成功将其投入SO2的氧化性实验研究和工业化示范应用［9］。到目前为止，对流向变换催化系统的人为非定态操作技术已有大量的研究，并在许多方面有工业化应用的成熟案例。如：SO2的催化氧化、NOx的选择性催化还原、天然气的重整、煤矿乏风瓦斯的处理、甲醇合成以及氨合成等，流向变换催化技术在低浓度低热值气体催化燃烧方面具有广阔的应用前景［10］。

在理想状况下，流向变换催化燃烧反应系统是一种固定床绝热式反应器，基本结构见图1。从图1可看出，反应器的主体一般为绝热效果好的特殊材质，中间为催化剂，两端为吸热能力较强的蓄热段。物料气流（初始污染气流）从装置的一端进入反应器，在催化剂的表面发生非均相催化反应，在此过程中释放出大量热量，随着产物尾气沿反应器轴向从装置的另一端流出，在该过程中，气流携带的热量被储存在蓄热段。在流向变换催化反应器的操作过程中，进入反应器的气流方向通过阀门控制进行周期性的切换。

图1 流向变换催化燃烧反应系统的基本结构Fig.1 Schematic diagram of a reverse-fow catalytic combustion system.

在催化燃烧反应持续进行的过程中，温度相对较低的初始污染气流从反应器的一端进入，被在上一个阶段中蓄积热量而温度相对较高的床层加热，与此同时，此段床层由接近入口端开始被相继冷却。气流经过预热，温度逐渐达到可发生催化反应的起活温度并接触催化剂床层，经催化剂催化发生反应并释放出大量热量。随着低温进气气流不断进入反应器，热交换过程不断发生，由此产生的温度前沿和反应前沿会沿着气流方向逐渐向反应器出口方向推进，如不改变气体流向，则整个温度床层将逐步移出反应器，导致反应器的温度水平逐渐降低，最终由于温度过低会导致气体达不到起活温度而使反应无法继续进行，即反应器发生“熄火”现象。因此，需要定期切换气体流向，改变反应器温度床层的移动方向，将由催化反应所释放热量形成的主要温度段留在反应器中间的催化剂床层。如此不断地规律性切换反应器内气体流向，则整个流向变换催化反应系统可持续稳定的进行下去［11-13］。

2 流向变换催化反应技术的特点

与传统的固定床反应器相比，流向变换催化反应系统可更加广泛地改变反应系统的操作性能。对于简单的可逆放热反应，由于较低的系统出口温度，因此可得到比定态操作中最优操作参数更优的单程转化效率，而对于复杂反应，则可改善操作过程的选择性，提高最终转化效率，改善反应器的操作特性。由于流向变换系统是动态操作系统，因此在一定范围内比定态操作具有更大的反弹特性，可最大限度降低反应器本身对输入条件波动的敏感度。系统结构集中度相对较高。流向变换系统一般集催化燃烧反应室、蓄热室、换热装置为一体，不仅可降低维护费用，提高换热效率，还可提高操作安全系数，降低事故发生率［14］。主要特点包括：适用浓度范围广，较低浓度下能够维持自热反应；流程集成度较高，设备费用较低；在进料输入参数频繁波动下能够维持稳定运行状态；床层温度曲线规律且特殊；热量利用率提高；污染小、环保效益高。

在催化燃烧反应中，由于气、固两相体积热容相差较大，抵抗外界环境的干扰能力较强，这样在催化燃烧过程中会形成一个沿轴向缓慢移动的热波，其温升明显高于绝热温升。在催化过程中，若在热波还未完全移出反应器之前改变反应混合物的流向，则可将催化燃烧过程释放的反应热全部蓄积在床层中的蓄热段。在该模式下，即使进气气料的温度和浓度均较低、波动较小，也能稳定维持自热反应的进行［15］。

与传统定态操作的反应器相比，流向变换催化燃烧反应器既是催化反应的加速室（在催化剂的活性表面上发生），又是换热室与反应器的接触点，还是蓄热段（催化剂床层和两端惰性材料具有较高的热容和比表面积），因此反应装置的集成度较高，省去了两种单元操作下的投资成本和运行成本，以及定态操作中所需的原料预热器，同时降低了整个床层的传热热阻。

在工业上，进气气料的浓度和流量会存在一定范围内的随机上下波动，在较大浓度的波动情况下，长时间扰动可能会打破反应器的稳态操作。流向变换系统存在换向操作，由于气固相单位体积热容相差较大，因此系统本身具有一定的自适应性，在一定范围内，能够抵抗原始气料速率和浓度的剧烈扰动，重新维持正常操作。

由于周期性的切换流向，在系统床层中形成一个中间高、两端低的轴向温度分布，非常接近可逆放热反应的最佳操作温度曲线。因此对于简单可逆放热反应，可以克服平衡限制，即使采用一段床层，也可得到比最优定态操作更高的单程转化率，对于复杂反应可改善过程的选择性或提高收率。

通过从反应器中段高温区抽取高品位的热能，不仅能在一定程度上控制整个床层的温度分布，避免因为长时间运行导致热量累计从而影响运行状况，而且所抽取的高品位热量也可重复利用，为气体净化过程带来一些经济效益。从环保角度看，反应器适于废气处理，流向变换系统催化效率高，因此可极大程度避免常规热力燃烧产生的NOx等二次污染。

3 流向变换催化反应技术的应用

3.1 生产二次能源和化学品

流向变换反应器的热回收率高，能将有限的反应热蓄积在反应器床层中，即使待处理原料的浓度和温度相对较低，通过自身的蓄热及系统操作参数的调整也可达成自热反应；对于可逆放热反应，当催化剂的装填量相同时，流向变换反应系统的催化效率优于传统的定态催化技术，因此可提高原料利用率，降低后处理负荷。流向变换催化反应技术具有节能、洁净、高效、高集成度和能利用低浓度原料的特点。目前该技术在用含低浓度SO2的原料生产浓硫酸的方向上已工业应用，在甲醇合成、Claus法从低浓度H2S中制取硫磺以及利用H2、CO、CH4低碳烃工业废气（或煤层气）生产较高品位热能等领域也展开了较系统的研究［16］。

3.2 净化工业废气

大气污染治理起初主要集中于研究工业废气中常见的SO2，CO，NOx等污染物质，这些污染物的浓度普遍较低。大部分气体的催化氧化及氮氧化物的氨还原属于放热反应，若采用传统的定态催化反应技术，均需从外界向反应系统补充能量才能维持平均值以上的催化效率，而且通常在系统运行过程中，废气的浓度、温度和流量等参数会频繁的波动，系统难以平稳的维持。如利用流向变换催化反应系统，不仅系统维持自热反应持续进行的要求大幅降低，且对外界输入条件的波动有极强的自适应性，可很好的弥补传统技术的不足。净化工业废气是最体现流向变换催化反应技术优势的领域之一［17-19］。

3.3 处理VOCs

VOCs是重要的大气污染物，其大多为有毒、有恶臭的气体，某些物质在阳光直射的情况下会挥发分解或与氧化剂反应形成光化学反应，生成光化学烟雾，即造成一次污染的同时产生二次污染物，危害环境质量。工业上产生的VOCs一般气量较大但浓度较低，传统的催化燃烧法在燃烧过程中不可避免地会散失掉大部分热量，这部分能量无法利用，因此能源利用率偏低；其次VOCs在燃烧过程中会释放毒性很大的污染物，形成较为严重的二次污染。流向变换催化反应系统突出的特点便是能源利用率高，催化效率好，因此可应用于处理VOCs［20-22］。

4 流向变换催化反应技术进展

4.1 流向变换系统的数学模型化研究

数学模型方法是一种建立在实验室规模研究基础上，模拟反应器放大至工业规模来观察系统运行状况的有效技术手段。通过对反应机理的研究来区别操作参数的主次关系，可以简化研究过程［23-24］。

流向变换催化反应系统具有一些较独特的性质，反应器操作方式的核心为进气方向周期性的切换，反应器内的任何空间、任何点的动态状态都在随时间发生改变，如温度、浓度等参数。基于此特点，在反应器内由于气、固两相性质（主要是热容量）的不同引起两相间的传递效应不可忽略，在进行数学模拟时应注意气、固两相的差异以缩小误差。在操作过程中，该系统另外一个显著的特点是热波移动。不同于固定床反应器中热波移动单一的特征，流向变换催化反应系统中，随进气方向的周期性改变，热波在床层内沿流动方向缓慢移动会在床层的轴向形成较大的温度梯度［25］。用流向变换反应器处理煤矿乏风瓦斯时典型的轴向温度分布见图2。

图2 流向变换反应器轴向温度分布图Fig.2 Distributions of axial temperature in a reverse-fow reactor.

Nijdam等［26］研究了用于净化污染气体主体为VOCs的流向变换反应器的性能，他们首先基于Laplace变换，并考虑了陡峭温度梯度的解析方法，采用了两种不同数值的解析方法对简化一维均向模型进行了求解，对各种算法得到的结果进行比较，发现在不考虑拟合模型参数的情况下，各种算法的结果较接近。随后他们在Handley等［27］的实验数据基础上，在定制的工业设备（直径220 cm、高300 cm、外加30 cm厚陶瓷隔热层用来保温、换向周期1.5 min）上进行实验，将数据对3种算法的结果进行验证，发现均较为相符。因此他们认为利用该解析方法时，如进气的物理参数在系统空间中的差异极小则可忽略不计，即使不可忽略，也可用相对离散的布点模拟差异。

Nieken等［28-29］采用高频模型探究了反应器过热和进气浓度过低时的反应器控制方法。当进气浓度过低时不能维持反应器的自热进行，必须从外界向反应器中部催化段输入热量（一般为电加热）；当反应器产生热量过多有可能导致反应器出现“飞温”而导致催化剂失活时，需从反应器中部催化段抽取部分热量，此部分热量一般为高品质热能，可加以利用。Ramdani等［30］采用了一维均向模型探究了输入条件的改变对反应器性能的影响。模拟结果表明，在流向变换催化反应系统运行过程中，如进气浓度突然改变，尤其是突然减少时，系统的催化效率不会迅速降低至零，而是会经过一段较长的时间，说明流向变换催化反应系统在输入条件急剧波动下，仍会维持一段时间的平稳状态。Cittadini等［31］采用了一维动态模型做了更广范围的不同条件对反应器运行后暂态特性的研究，包括反应床层长度、输入条件的改变、循环周期、床层孔隙率等因素。模拟结果表明，一些床层的固有性质对反应器的操作特性影响较大，如反应器散热过快，则系统转化率会下降甚至“熄火”；反应器蓄热段较长时有利于提高反应器催化段的最高温度，还可降低出口温度以避免热量浪费，但缺陷是在运行后一段时间内催化效率会急剧下降；适当增加入口浓度可提升催化段温度以减少反应器“熄火”的可能性。

Matros等［32］设计了一种简化的高频模型用于计算运行过程中的反应最高温度。在此基础上，Nieken等［33］研究了高频模型的两种极限操作方式，对一维模型做了简化，模拟计算出了反应器运行至稳定状态时温度分布主要参数（最高温度和轴向上温度梯度分布）的数学表达式，此模型计算结果与二维模型结果较为符合。与此不同，Sun等［34］计算的简化模型忽略了轴向导热，但却区分了气、固两相的差异，并加入了气固相传热状况，其简化模型计算结果给出了关于流向变换反应器的设计方法。

Züfle等［35］对比研究了流向变换反应器和另外两种传统反应器（可换热式绝热反应器和逆流式反应器）的不同。他们采用的数学模型与前人采用的模型明显不同，主要基于逆流式反应器原理。其反应器中段采用电加热装置来预热催化剂，离散化后的模型所需采用的解析算法更复杂，可模拟计算反应器稳定运行后的温度分布状况。

一维模型的研究往往忽略了径向温度梯度的影响，为提高模型研究的精度需采用二维模型。Nijdam等［26］在研究低浓度瓦斯气体在内径为200 mm的流向变换反应器内的催化燃烧过程时采用了二维非均相模型。模拟结果表明，当甲烷含量（φ）为0.3%～1%时，传统的定态反应器内催化反应波动较大，而流向变换反应器则能自我调整至稳定运行状态。此外，若反应器内输入的甲烷浓度过高，则会出现“M”型的轴向温度分布现象。

Litto等［36］设计建立了二维动态模型以研究反应器固有参数和外部操作参数对流向变换反应器运行性能的影响，并讨论了最佳操作条件。模拟结果表明，反应器两端采取高热容材质作为蓄热体能使反应器中部催化段温度峰值增大，还能降低热波的轴向移动速度；反之，若蓄热能力较低，则反应器两端出口温度升高，能量损失增多。增大反应器的直径可使轴向温度分布曲线更平坦；反应器外壁绝热层会影响到反应器的温度，但厚度增至一定值时，影响逐渐降低至0。

4.2 反应器床层物性特性对性能的影响

流向变换反应器床层特性（如催化段和蓄热段的材质类型、几何尺寸、装填方式、热物理性质及反应器大小）对反应器性能的影响不可忽视。

Noskov等［37］研究了催化剂和蓄热体粒径分布对操作性能的影响。实验结果表明，催化剂颗粒越小，比表面积越大，则催化剂在相同的接触时间内转化效率越高，可在较低温度下得到相同的转化率。若采用粗颗粒惰性介质，会增加床层内热传递效应，导致催化段温度峰值降低，能量利用率降低。Marin等［38］通过模型计算发现，在低浓度甲烷的催化氧化中，颗粒状催化剂比结构型催化剂具有更好的稳定性，但缺点是相同条件下压损较大，结构性催化剂内的压降随表观流速的降低而降低。Hevia等［39］研究了贵金属Pd催化剂和金属氧化物催化剂在低浓度甲烷的流向变换催化氧化中的活性和热稳定性。实验结果表明，相对金属氧化物催化剂而言，贵金属催化剂的活性更高但热稳定性略低，同时，在催化剂的选择中，废气的排放条件应当是关键因素之一。Poirier等［40］在固定床反应器中分别装填了相同体积的颗粒状蓄热介质和整体式结构的蓄热介质。研究结果表明，整体式结构蓄热介质的压降仅为颗粒状的十分之一，这说明整体式结构蓄热体在节省运行和维护费用方面有独特优势。

Forzatti等［41］研究发现，采用整体式催化剂可提高转化率，还可在降低压降的同时降低反应器内部的温度梯度。因此反应器应采用具有高热导率的材料有利于提高反应的稳定性和催化效率，还可降低反应器内部“飞温”现象的可能性。但是仍有两大问题亟待解决：1）反应器内部所采用的整体式结构和反应器壁面的接触热阻不可忽视；2）反应器内的整体式结构催化剂装填量较低会在一定程度上限制催化效率。Kushwaha等［42］在低浓度甲烷的流向变换催化燃烧中采用了3种不同的惰性填料（整体式陶瓷、整体式金属及球状填料）以研究其对反应器性能的影响。实验结果表明，整体式填料能降低反应器压降，如惰性填料导致热波移动速率较高时，可采取缩短换向周期的方法进行改善。

4.3 操作参数对反应器性能的影响

van de Beld等［43］在内径为0.145 m的小型流向变换反应器中进行了乙烯和丙烷的流向变换催化燃烧实验，研究了进气气速、换向周期、气料组成成分等因素对反应器运行性能的影响。实验结果表明，若要系统维持自热状态，进气气料的浓度输入应有一个最低限度值；反应器压力对轴向温度分布的影响较小；随进气气速的增大，反应器整体温度水平会上升，但气速增大至一定值时上升幅度逐渐减小。

Salomons等［44］在低浓度甲烷的流向变换催化燃烧过程中发现，当甲烷浓度较高或轴向气速较低时，整个反应器床层的温度分布处于“M”型分布状况。他们认为，这是由于径向散热效应大于中部催化段反应产热的结果所致。可采用高温催化剂、选择合适的换向周期、增加轴向热传递效应等方法进行改善。

Züfe等［45］对较典型的气体污染物CO和丙烷做了流向变换催化燃烧实验。实验结果表明，许多因素（如催化剂的活性、反应物的绝热温升、床层的轴向径向传热能力等）会极大地影响反应系统的运行性能。如催化剂的活性不会影响温度曲线两端的梯度，但高活性导致催化效率增大会导致轴向温度分布曲线中部的温度峰值增大，使整个曲线陡峭且中段高温段变宽，两侧低温段变窄。

牛学坤等［46］建立了用于研究三苯系物废气催化燃烧实验的反应实验台，考察了入口气体条件和操作条件变化对系统运行状况的影响。实验结果表明，流向变换反应器具有极强的抗干扰能力和自我调节能力，可在输入参数频繁波动的条件下维持较为平稳的运行状态。王盈等［47］在小型中试反应器上做了催化剂主体为贵金属的低浓度瓦斯气体流向变换催化燃烧试验，考察了气体浓度、换向周期改变、空速大小等因素对反应器运行状况的影响，并研究了如何从反应器中部催化段抽取高品位热能加以利用。梁文俊等［48-49］在自制的小型流向变换反应器上进行了乏风瓦斯的催化燃烧实验。他们发现，相对空速而言，Pd催化剂的初始预热温度对催化剂的效率影响更显著，同时，选择合适的循环周期有利于实现低浓度气体的稳定燃烧，同时使出口气体温度达到实际工程需要。

4.4 反应器自热操作的基本要求

流向变换反应器最重要的优势之一是可维持自热状态，而达到自热状态需要进气浓度有一个最低限度。Cunill等［50］总结了最低浓度和绝热温升之间的关系（ΔTadmin）（见式（1））。

式中，H1为反应热，J/mol；c0lmin为维持自热所需的标准状况下的最小有机物浓度，mol/L；ρ为进气气体物料平均密度，g/L；Cp为进气气体物料平均比热容，J/g·K。

系统能够维持自热状态的绝热温升一般为10～30 ℃。提高进气浓度是系统维持自热的简单方法之一。除此之外还可采用其他方法提高反应器的温升值，如增加进料温度、中间催化段布置电加热装置、在反应内部布置可燃物、向反应器内部输入热空气等。

4.5 实验室规模反应器的绝热方法

工业上的流向变换反应器装置一般较大，单位体积的床层散热相对损失较小，反应器接近绝热状态。而在实验室研究阶段，由于反应器体积小，散热面积相对较大，因此需采取一些必要的手段以接近绝热操作。

Chaouki等［51］在研究贵金属Pd催化剂对低浓度甲烷进行流向变换催化燃烧的实验时发现，在操作温度较高时，实验室规模反应器难以模拟绝热操作。为改善实验室研究条件，可采用一些方法以保证径向绝热，如：采用足够厚度的保温层（主要为石英棉和陶瓷片）；保温层加电伴热补偿措施；真空隔热措施（如将反应器外壁做成真空双层并于中间加入隔热挡板）。

5 结语

开发高活性、热稳定性好且价格低廉的催化剂；通过助剂、载体的选择降低贵金属催化剂活性组分的含量；提高非贵金属的活性、稳定性是现阶段流向变换催化反应系统的研究目标。流向变换反应催化剂的活性、稳定性受催化剂制备方法和制备条件的影响很大。因此，制备方法的不断更新与改进，是提高催化剂性能的有效手段。纳米尺寸效应的存在也可推进纳米材料催化剂的制备。

流场和温度场的分布情况制约着流向变换催化反应技术的工程应用，因此，需对其开展流场和温度场的精确模拟。在流向变换系统的现有模拟研究中，大多集中于均向模型，不适用于较复杂的气体组分（如VOCs），因此建立更全面的二维非均相模型，模拟更为细致的系统温度分布、流场分布，对于将来可能利用流向变换系统处理多种污染气体成分有更为重要的作用。

目前流向变换催化技术应用的范围大都较为单一，多用于处理单组分污染气体。而对于当前关注热点（如VOCs）的处理，其污染组分一般为两种或多种，特点为气量大、浓度低、高热值，非常适合采用流向变换催化反应技术。

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（编辑 邓晓音）

北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室简介：北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室前身为2000年8月成立的可控化学反应科学与技术教育部重点实验室，2006年6月27日由国家科技部批准筹建国家重点实验室，2009年1月4日正式通过验收。实验室学术委员会由13名专家学者组成，学术委员会主任由中科院院士周其凤教授担任，实验室主任由何静教授担任。

重点实验室密切围绕我国建设资源节约型社会的战略目标，以化工资源有效利用为主攻方向，深入研究相关领域的科学问题与技术集成原理，充分利用北京化工大学化学、化工和材料3个一级学科布局紧凑、专业方向完整的优势，通过学科间的交叉、渗透和整合，针对“化工资源有效利用”的途径，形成了3个有特色的研究方向：组装化学、可控聚合、过程强化。

实验室认真贯彻执行“开放、流动、联合、竞争”的方针，重视科学研究、人才培养、队伍建设和开放交流等各方面的工作。基于北京化工大学的基础及办学宗旨，实验室确定了基础研究与应用研究密切结合的定位，即在开展学术前沿研究的同时，以国家实际需求为切入点，直接进入国民经济建设的主战场。承担一批基础和工程化及产业化研究项目，发表一批高水平的学术论文，申报一批国家和国际发明专利，产出一批具有显示度的科研成果，形成鲜明的应用基础研究特色。

Progresses in technology and application of reverse-flow catalytic combustion

Liang Wenjun，Li Yuze，Li Jian，He Hong
（Key Laboratory of Beijing on Regional Air Pollution Control，Beijing University of Technology，Beijing 100124，China）

The development in reverse-f ow catalytic combustion technology was summarized and its characteristics were introduced. The reverse-flow catalytic combustion technology is one of the realized industrialization and widely applied unsteady catalyst technologies. The technology had many advantages，such as high integration level，high heat recovery efficiency，strong anti-interference ability，large operation elasticity and self-maintained autothermal state. The technology can be applied to produce secondary energy or chemicals，purify the industrial waste gases and remove VOCs. The research progresses in the application of the technology were reviewed and the prospects in the future were forecasted.

reverse-f ow；unsteady state；catalytic combustion；research progress

1000 - 8144（2016）02 - 0125 - 08

TE 992.1

A

10.3969/j.issn.1000-8144.2016.02.001

2015 - 10 - 13；［修改稿日期］2015 - 12 - 01。

梁文俊（1978―），男，山西省太原市人，博士，副教授，电邮 liangwenj@bjut.edu.cn。

国家高技术研究发展计划资助项目（2011AA03A406）；国家自然科学基金资助项目（21307003）。