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VOCs废气治理催化燃烧设备RTO和RCO、CO的技术应用

文章出处:大辰环境 人气:发表时间:2019-11-21

 VOCs废气治理催化燃烧设备RTO和RCO、CO的技术应用差别


RTO技术和RCO技术VOCs(挥发性有机化合物)治理技术,是目前应用较广、治理效果好、运行稳定、成本较低的成熟性技术。
 
 RTO (英文名为“RegenerativeThermalOxidizer”),指蓄热式热氧化法,原理是把有机废气加热到760℃以上使废气中的VOC 氧化分解成CO2和H2O。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温而“蓄热”,此蓄热用于预热后续进入的有机废气,从而节省废气升温的燃料消耗。
 
 RCO (英文名为“RegenerativeCatalyticOxidation”),指蓄热式催化燃烧法,原理是:通过对废气的吸附在催化剂催化氧化的作用下,提高废气处理的反应速率。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度下,发生无氧燃烧,分解成CO2和H2O放出大量的热,与直接燃烧相比,具有起燃温度低,能耗小的特点,某些情况下达到起燃温度后无需外界供热,反应温度在250-400℃。RCO技术适用于处理中低浓度(<3500mg/m3)废气,分解效率为95%-99%。
 
 
有机废气净化的热氧化法是基于废气中有机化合物可以燃烧氧化的特性,其目的是:通过燃烧将废气中可氧化的组分转化为无害物质。在废气中含CHO化合物的情况下,即转化为CO2和H2O。当然,由于有机废气中所含有的有害物质组分的不同、浓度不同、燃烧过程的温度控制因素的不同及不同的燃烧方式,存在各种热氧化及热分解过程。燃烧过程始终伴随着热量的产生,不同的热量回收和利用方式,构成了不同类型的燃烧净化方式和燃烧净化装置。
 
1.按照反应温度的不同分类
热力氧化:把有机废气加热到760℃以上,使废气中的挥发性有机物在燃烧室中氧化分解成CO2和H2O,净化效率高达99%。常见的有TO、RTO。
催化氧化:采用催化剂可以降低有机废气氧化所需的活化能,并提高反应速率,从而可在较低的温度下(~300℃)进行氧化燃烧,使有机物转化为无害物质。常见的有CO、RCO
2.按照热回收效率的不同分类
蓄热式氧化:是在热氧化装置中加入蓄热式热交换器(一般指蓄热陶瓷),预热 VOC 废气,再进行氧化反应,蓄热式热交换器的热回收率已能达到95%以上。常见的有RTO、RCO。
 
预热式氧化:是在热氧化装置中加入预热式热交换器(一般指金属换热器),预热 VOC 废气,再进行氧化反应,热交换器的热回收率一般在50~60%。常见的有TO、CO。
3.RTO处理技术
 
 
蓄热氧化技术RTO(RegenerativeThermal Oxidizer,简称RTO)把有机废气加热到760℃以上,使废气中的挥发性有机物在燃烧室中氧化分解成CO2和H2O ,氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温而“蓄热”,此蓄热用于预热后续进入的有机废气,从而节省废气升温的燃料消耗。净化效率高达99%,热回收效率高达95%。
 
蓄热式热氧化焚烧炉RTO原理
 
原理是在高温下将废气中的有机物(VOCs)氧化成对应的二氧化碳和水,从而净化废气,并回收废气分解时所释放出来的热量,三室RTO废气分解效率达到99%以上,热回收效率达到95%以上。RTO主体结构由燃烧室、蓄热室和切换阀等组成。
氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温而“蓄热”,此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气。从而节省废气升温的燃料消耗。陶瓷蓄热室应分成两个(含两个)以上,每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫等程序,周而复始,连续工作。蓄热室“放热”后应立即引入适量洁净空气对该蓄热室进行清扫(以保证VOC去除率在98%以上),只有待清扫完成后才能进入“蓄热”程序。否则残留的VOCS随烟气排放到烟囱从而降低处理效率。


 

4.CO处理技术
催化燃烧技术CO(Catalytic  Oxidizer  ,简称CO)可以在较低温度(300~500℃)下实现对挥发性有机物在催化剂上进行氧化分解反应,生成CO2和H2O,是一种节能高效的废气处理技术之一。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃烧,并氧化分解为 CO2 和 H2O,同时放出大量热。净化效率高达98%。
 
催化剂焚烧炉CO原理:
催化剂焚烧炉的设计是依废气风量,VOCs浓度及所需知破坏去除效率而定。操作时含VOCs的废气用系统风机导入系统内的换热器,废气经由换热器管侧而被加热后,再通过燃烧器,这时废气已被加热至催化分解温度,再通过催化剂床,催化分解会释放热能,而VOCs被分解为二氧化碳及水气。之后此一热且经净化气体进入换热器之壳侧将管侧未经处理的VOC废气加热,此换热器会减少能源的消耗,最后,净化后的气体从烟囱排到大气中。


		
		

5. RCO处理技术

蓄热催化氧化技术RCO(Regenerative  Catalytic  Oxidizer  ,简称RCO)是RTO技术与CO技术的结合技术,把有机废气加热到300℃,使废气中的挥发性有机物在催化剂上中氧化分解成CO2和H2O ,氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温而“蓄热”,此蓄热用于预热后续进入的有机废气,从而节省废气升温的燃料消耗。净化效率高达98%,热回收效率高达95%。

 

 

蓄热式催化剂焚烧炉RCO原理:

排放自工艺含VOCs的废气进入双槽RCO,三向切换风阀将此废气导入RCO的蓄热槽而预热此废气,含污染的废气被蓄热陶块渐渐地加热后进入催化床,VOCs在经催化剂分解被氧化而放出热能于第二蓄热槽中之陶块,用以减少辅助燃料的消耗。陶块被加热,燃烧氧化后的干净气体逐渐降低温度,因此出口温度略高于RCO入口温度。三向切换风阀切换改变RCO出口/入口温度。如果VOCs浓度够高,所放出的热能足够时,RCO即不需燃料。例如RCO热回收效率为95%时,RCO出口仅较入口温度高25℃而已。

明细 RTO CO RCO
英文全称 Regenerative Thermal Oxidizer Catalytic Oxidizer Regenerative Catalytic Oxidizer
净化效率 ≥99% ≥98%
取决于催化剂
≥98%
取决于催化剂
氧化温度 760~850℃ ~300℃ ~300℃
适用性 可处理含S、卤素等有机物质 不能处理S、卤素等有机物质 不能处理含S、卤素等有机物质
热效率 ≥95%,蓄热陶瓷 ~60,金属换热器 ≥95%,蓄热陶瓷
催化剂 不含催化剂 含催化剂 含催化剂
蓄热陶瓷 含蓄热陶瓷 不含蓄热陶瓷 含蓄热陶瓷
更换材料 5年更换20%陶瓷 1~2年换一批次催化剂 1~2年换一批次催化剂
一次性投资 最高
(RTO的基础上加催化剂)
运维费用
高温影响 设计耐温1100℃ 600℃对催化剂造成高温失活 600℃对催化剂造成高温失活
入口浓度范围 1000~1/4LEL 3000~1/4LEL 1000~1/4LEL

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