蓄(xù)熱式催化(huà)氧化RCO(Regeneration Catalytic Oxidizer)、蓄熱式熱力焚燒RTO(Regenerative Thermal Oxidezer)廢氣治(zhì)理技術,是目前(qián)能夠實現VOCs達標排 放的成熟技術。兩種技術從去除率、達標(biāo)能力上來講是一致的,但畢竟(jìng)是兩種截 然不同的技術,在許多方麵還是有區別的。下麵對兩種技術進行比較。
一、RCO技術反應溫(wēn)度低
RCO反應溫度一般(bān)在 300~500℃,熱損失小(xiǎo),所(suǒ)需的(de)能耗(hào)低;而RTO反應 溫度一般在800~1000℃(個別資料(liào)提到反(fǎn)應(yīng)溫度760℃,但需增加反應停留時 間),熱損失大,所需的能耗高(gāo)。
二、RCO技術不產生(shēng)NOx
RTO的反應溫度比較(jiào)高,會將空氣中的氮氣部分轉(zhuǎn)化為 NOx,並且這一轉化 率隨著溫度(dù)的提高、停留時間的延長會迅速提升(shēng),RCO不會生成NOx。
據(jù)研究:
1)一(yī)套20萬m3/h 處理量的RTO設備,其NOx排放量約等(děng)於(yú)一台35t/h的燃煤流化床鍋爐(lú)。
2)在 930℃時,在空氣氣(qì)氛下,N2和 O2 反應生成的(de)熱力型 NOx 平衡濃度可以達到210ppm(265mg/m3),如果停留時間足夠長,生成的NOx還會進一步 增加(jiā)。
3)《蓄熱燃燒法工業有機廢氣治理工程技(jì)術規範》
5.5.1 一般規(guī)定:在一般規定中,對治理工程處理後可達到的排放水平以及 淨化設備運行過程(chéng)中的環境保護要求、監測(cè)要求等(děng)進行(háng)了原則性的規定。關於淨 化係統產生的二次汙染物的控製在規範6.4中進行了規定。在此,需要指出的是,RTO處理為高溫燃燒,在此(cǐ)過程(chéng)中,有可能會(huì)生成 NOx,需要對其淨化予 以(yǐ)考慮,具體排放要求執行國家或地方的相關排放標準。
基於此,如果采用(yòng)RTO技術治理VOCs,後續要采取脫硝措施(shī)。
三、RCO技術不產生二噁英
RCO技術不產生二噁英
RCO技術作為VOCs治理的主流技術,也是目(mù)前能夠實現 VOCs達標排放的成熟技術。但許多業主,甚(shèn)至環保從業人員,對(duì)催化氧化過程中是否生(shēng)成 二噁英顧慮重重,尤其碰到廢氣中(zhōng)含有鹵素、芳烴等物質時,在選(xuǎn)用催化氧化 技術時就會更加慎重。其實,用催化氧化技術處理(lǐ)VOCs廢氣,基本不同擔心 生成二噁英,如果催化劑(jì)配伍當中配置分解二噁英催化劑,就更不用擔心二噁 英問題。
二噁英又稱二噁因,屬於氯代三環芳烴類化合(hé)物,是由200多種異構體、 同係(xì)物等組(zǔ)成的混合體。其毒性比氯化鉀、砒霜(shuāng)強得多。是非常穩定又難以(yǐ)分解(jiě)的一級致癌物質(zhì)。二噁英中毒性*強的是 2,3,7,8-四氯二苯並二噁英, 其化學結構式為:
英文縮寫為TCDD
二噁英主要來自垃(lā)圾焚燒、農藥及含氯有機(jī)物的高溫(wēn)分解或不完全燃燒(shāo)。
含(hán)有氯仿(fǎng)、氯甲烷、氯乙(yǐ)烷等低碳氯代烴的有機(jī)廢氣在(zài)催化氧化過程中不會產生二噁英。其理(lǐ)由是:(1)催化氧化的穩(wěn)定較低,在(zài) 400-600℃之間。(2) 催化氧化的機理與直接燃燒(shāo)(熱力)燃(rán)燒不(bú)同(tóng)。它是反應物(wù)分子(包括氧分子) 被吸附在催化劑的活性中心上得到活化、解離、重組、脫附,主要的過程都在 催化(huà)劑表麵上完成,受催化劑表麵結構控製。(3)低碳(tàn)氯(lǜ)代烴(tīng)濃度很低,氧 很豐裕的情況下(xià),C-O、H-O、H-Cl 結合的活性遠(yuǎn)大於 C-C、C-Cl 的結合。一個碳,兩個碳的小分子,連接成氯代三環芳烴類結構是不大可能的。
可能產生二(èr)噁(wù)英(yīng)的必須條件:
(1)含高濃度氯代烴(tīng),貧氧(氧不足),高溫。如垃圾(jī)焚燒:垃圾中往 往含有氯的塑料製品;燃燒物的中間易處(chù)於貧 O2 層。高濃度、貧 O2是必要條 件。高溫裂解屬自由基反應機理,C-C 鍵容易連接起來。(2)如果廢物(wù)或(huò)廢氣 中含有氯(lǜ)代苯類如:等,濃度比較高,在貧 O2 條件下,不完 全分解,易生成(chéng)二噁英。
從上述二噁英的定義、生成(chéng)機理、催化氧化反應機理等分析可知,用催化 氧化技術對(duì)VOCs進行治理,不必擔(dān)心二(èr)噁英的問(wèn)題。如果催化劑配伍中配置 了分解(jiě)二噁英的催化劑,廢(fèi)氣出口二噁英的達(dá)標就更有保證!
2. RTO技術在處理含氯(lǜ)廢(fèi)氣時(shí),會產生二噁英
RTO技術在處理含氯廢氣時會產生二噁英。如果要消除處理後廢氣中的二噁 英,需(xū)要(yào)在二燃室將廢氣加(jiā)熱到>1100℃,停留時間>2s,然後采(cǎi)用急冷(lěng)技術, 將廢氣溫度(dù)從(cóng) 600℃迅速降溫至 150℃以下,這個時間不能超過 2s,從而破壞二 惡英再度(dù)生成的溫度區間,消除(chú)二噁英。
四、RCO 技術投資低(dī)
處理(lǐ)同樣(yàng)規模的有機廢氣(qì),設備配置水平相同,應用RCO技術投資低於應 用RTO技術的投資,一(yī)般為(wéi)RTO技術投資(zī)的(de)80%。有人認為,RCO技術相比RTO技術(shù),多了價格高(gāo)昂的催化劑,為什麽反而投 資低(dī)?原因(yīn)如下(xià):1)RCO反(fǎn)應停留時間比RTO短得多,約為1/5;
2)RTO需配備脫硝設施;
3)針對含氯廢氣,RTO需增加急冷裝置;
4)RTO需配備燃料儲運設施;
5)RTO需配備備用電源;
6)RTO設(shè)備需采用耐高溫的材料;
7)針對含氯廢氣,RTO需解決高溫氯腐蝕問題,會(huì)大幅(fú)度增加設備投資。
五、RCO技術運(yùn)行費用低
RCO因為反應溫度低,與外界熱量交換比較(jiào)少,熱損失小,需要補(bǔ)充的外加 熱源相應就比較小,因此運行(háng)費用低。
綜上所(suǒ)述,RTO技術存(cún)在的問題是嚴重的二次汙染,同時存在投資大、運行 費用高、風險(xiǎn)高等問題。2019 年 7 月 1 日實施的《製藥工業大氣汙染物排放標準(zhǔn)》(GB 37823—2019)、 《塗料、油墨及膠粘劑工(gōng)業大(dà)氣汙染(rǎn)物排放標準》(GB 37824-2019)、《揮發 性有機物無組(zǔ)織排放控製標準》(GB37822-2019)等(děng),均正式提出了高溫產生氮 氧化物的問題、含氯廢氣產生(shēng)二噁英的問(wèn)題等(děng)。
上(shàng)述標準的正(zhèng)式實施,極大地限製了RTO的應用範圍,RCO技術的(de)優勢得 以凸(tū)顯。相信隨著整個社會(huì)對廢氣治理的關注、認知的提高,RCO將會在越來越 多的廢氣(qì)治理領域(yù)發揮(huī)作用。
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