燃烧技术是当前处理VOCs的主流技术，包括催化燃烧、热力燃烧、蓄热催化燃烧、蓄热热力燃烧、浓缩（催化）燃烧等。由于燃烧技术的基本原理是VOCs在高温下发生氧化反应，氧化反应其本质就是燃烧反应，燃烧反应是放热反应。VOCs燃烧过程的放热量与VOCs种类和浓度有关。
从安全考虑，很有必要了解VOCs燃烧的安全使用浓度。了解燃烧过程温升和可燃气体爆炸下限，有利于提高催化燃烧技术的安全性。下面，通过常见VOCs，对这两方面做简单介绍。
可燃气体在空气中遇明火种爆炸的最低浓度，称为爆炸下限，也称燃烧下限，简称为“LEL”（Lower Explosion Limited）。
空气中可燃气体浓度达到其爆炸下限值时，我们称这个场所可燃气环境爆炸危险度为百分之百，即100％LEL。如果可燃气体含量只达到其爆炸下限的百分之十，这个场所此时的可燃气环境爆炸危险度为10％LEL。
表1是常见VOCs在标准状态下爆炸下限值。为了确保VOCs燃烧处理过程安全，VOCs废气的浓度必须控制在相应有机物的爆炸极限的25%以下。
为什么可燃气体浓度要控制25%LEL以下呢？首先，可燃气体燃烧的爆炸下限浓度与可燃气体的初始温度有关，图1是温度对正己烷爆炸下限浓度的影响（姚洁等，工业安全与环保，2012，38（2）：48）。当可燃气体初始温度提高，爆炸下降浓度下降；当气体温度达到600K（327 oC），爆炸下降浓度为室温的75%。可见，提高温度导致爆炸下限浓度的明显下降。
其次，时间工况中大多数是混合VOCs，混合VOCs也带来爆炸下限浓度的不确定性。因此，实际工程中要控制在LEL浓度的25%内。
VOCs在燃烧过程是强放热反应，放热会使得气体温度的升高。如采用催化燃烧技术处理VOCs，在设备和催化正常情况下，催化剂反应前后气体温度的变化（温升）反映了VOCs的浓度的变化。
表2是VOCs浓度1000mg/m3时完全燃烧的绝热温升。如1000mg/m3甲苯完全燃烧的绝热温升为31.95 oC，如果在实际使用过程中，温升达到320 oC，那么甲苯浓度大约达到了10000 mg/m3，已经达到了甲苯的25%LEL值，此时已经非常不安全了，要及时降低甲苯浓度。
在活性炭浓缩-催化燃烧系统中，在活性炭脱附过程，可以通过催化剂床层的温升，来检测VOCs浓度的变化。很多可燃气体浓度报警器就是利用这一原理。
推荐教授：
罗孟飞，博士，浙江师范大学教授，先进催化材料教育部重点实验室主任，浙江省二级教授，中国化学会催化学会委员，浙江省固体表面反应化学重点实验室主任，苏州大学博士生导师，浙江省151人才第一层次入选者，省高校中青年学科带头人，校“双龙学者”特聘教授。主要从事多相催化、催化新材料等方面的研究。已在国内外期刊上发表研究论文100余篇，其中SCI收录40余篇，EI收录9篇。曾获3项国家发明专利、浙江省科学技术三等奖、浙江省人民政府科技进步三等奖、浙江省教育厅科技进步二等奖
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