挥发性有机物（VOCs）是工业排放的一种重要污染物，对环境和人类健康都具有危害。VOCs的有效治理是环境治理的重要环节。目前，利用蓄热催化燃烧反应器对VOCs进行处理是一种比较通用的技术。但蓄热催化燃烧设备存在无法检测催化段VOCs气体以及催化剂固体的温度，无法消除“飞温”与“熄火”对反应器的影响等问题。本论文将蓄热催化燃烧实验和数学模型相结合的方法，对VOCs蓄热催化燃烧过程进行研究，探究最佳操作条件。
　　首先对VOCs蓄热催化燃烧进行了实验研究。选用负载铂、钯贵金属的惰性小球作为催化剂，陶瓷小球作为蓄热段蓄热材料，对单一VOCs进气和混合进气下的蓄热催化燃烧设备的去除率、床层轴向温度变化进行了详细的研究。主要考察了不同切换周期、处理流量对乙酸乙酯催化燃烧的影响，确定了蓄热催化燃烧设备的切换周期为120min、处理流量为20L·min-1的最佳操作条件。在此条件下，VOCs去除率达到99%，床层温度在500℃左右，不会引起催化剂烧结失活；通过计算反应器自热率，发现在不补热条件下，反应器可以自热运行；在最佳条件下，对二甲苯、丁酮进行蓄热催化燃烧研究，去除率达到95%以上，床层温度达到400℃左右；对乙酸乙酯、二甲苯以及丁酮三种混合进气进行探究，去除率97%，达到良好的去除效果。
　　随后，对蓄热催化燃烧反应器进行了模型化研究。根据蓄热催化燃烧反应器的结构和反应特点建立了数学模型，验证了模型的准确性，对乙酸乙酯和二甲苯进气浓度、预热温度和反应器蓄热段、催化段长度等影响因素进行了模型化计算，结果表明：乙酸乙酯合适的进气浓度为在原来的（Y0=41228mg·m-3）0.85～1倍高浓度条件下，VOCs去除率逐渐增大，最高达到99%；前期预热时间逐渐缩短，节省能源；而二甲苯浓度Y0=6680mg·m-3为最佳进气浓度，且固体催化剂温度低于550℃，不会发生烧结，反应器能够稳定运行；当乙酸乙酯进气浓度为原来的0.5倍，预热温度范围为100~180℃，为原来的0.7倍，预热温度范围为100~125℃，随着温度的升高，去除率达到99%左右；二甲苯气体浓度为原来的0.5倍预热温度在100~350℃，浓度为0.7倍预热温度在100~280℃范围内，温度升高，去除率在95%以上；反应器固定长度为2m时，乙酸乙酯最佳分配为蓄热段长度为0.5~0.6m；二甲苯蓄热段长度为0.4~0.5m时，去除率在95%~99%，温度在400~450℃之间，催化剂不会烧结失活，也是反应的最佳温度。
　　本论文为蓄热催化燃烧处理VOCs在工业上的应用提供了更为准确地量化标准和理论依据。