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熱分解工藝一般分為直燃(TO)、蓄熱燃燒(RTO)、催化燃燒(CO)、蓄熱催化燃燒(RCO)4種,只是燃燒方式和換熱方式的兩兩不同組合,主要可以用于處理吸附濃縮氣,也可以用于直接處理廢氣濃度>3.5g/m3的中高濃度廢氣。
1. CO是采用貴重金屬催化劑降低廢氣中有機物與O2的反應活化能,使得有機物可以在250~350℃較低的溫度就能充分氧化生成CO2和H2O,屬無焰燃燒,高溫氧化氣通過換熱器與新進廢氣間接換熱后排掉,熱量利用率一般≤75%,常用于處理吸附劑再生脫附出來的高濃廢氣。
2. RCO燃燒方式與CO相同,換熱方式與RTO相同,由于投資堪比RTO,能處理的廢氣種類受催化劑影響又比RTO少,所以很少企業(yè)采用RCO工藝。熱分解以RTO和CO的應用例子較多,如果用于處理吸附脫附的濃縮氣,兩者差別不大,但若直接處理中高濃度廢氣時有很大區(qū)別,需要企業(yè)認真對待。
如果催化燃燒起始溫度為250℃,那么廢氣催化氧化后的溫度為350℃,則對應廢氣初始濃度約為3130mg/m3時可維持系統(tǒng)熱量平衡而不用額外能源。若廢氣濃度進一步升高到25%LEL,廢氣氧化后溫度可達587℃,此時催化劑易流失且設備材質要求耐熱鋼,因此除非在催化劑層間安裝換熱管系統(tǒng)及時移走熱量,否則CO處理廢氣蕞佳濃度為3130~9390mg/m3。
廢氣如果進口濃度過高,可進風稀析,稀析閥與氧化氣溫度連鎖;廢氣進口濃度如果為2130~3130mg/m3,可用電或燃氣提升廢氣進催化劑層的溫度達到催化起燃溫度250℃;廢氣進口濃度如果<2130mg/m3,可吸附濃縮后再用CO處理脫附出的濃縮氣;如果廢氣初始溫度較高,比如很多烘箱廢氣有80℃,此時CO能處理的廢氣濃度可以相應降低到1560mg/m3。
同樣以RTO處理20℃的廢氣為例,由于RTO的燃燒爐內要有一個長明火點燃廢氣,而1.672×106kJ的燃燒器長明火消耗約5m3/h的提供部分熱源,因此系統(tǒng)維持熱量平衡的廢氣進口濃度蕞低可以到1700~2000mg/m3。如果RTO裝置設計從燃燒室引出部分高溫氣體另行降溫后回到燃燒室以避免燃燒溫度>1000℃的工藝,則可以提高RTO處理廢氣的蕞高濃度到25%LEL。
催化燃燒設備處理的催化分解法已經(jīng)成為凈化高濃度有機廢氣的有效方法,特別適合治理噴涂行業(yè)、油墨印刷行業(yè)在烘干過程中排出的高濃度有機廢氣。因烘干排出廢氣溫度和有機物濃度都較高,對分解和熱量回收有利,減少了設備投資和運轉費用。
催化燃燒設備適合處理高溫、高濃度、連續(xù)性產(chǎn)生的有機有機廢氣,而且不會產(chǎn)生二次污染,設備投資和運行費用低。催化低溫分解,預熱時間段,能耗低,催化劑使用壽命長,凈化率高達975以上。在運行過程中可實現(xiàn)全自動化控制,設備運行穩(wěn)定,檢修系統(tǒng)配備完善,操作維修非常方便。
?什么是RCO設備?
RCO,是指蓄熱式催化燃燒法,英文為“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition”。RCO蓄熱式催化燃燒法作用原理是:步是催化劑對VOC分子的吸附濃縮,提高廢氣的濃度,第二步是催化氧化階段降低反應的活化能,提高反應速率。
借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度下(250—300℃),發(fā)生無焰燃燒,分解成CO2和H2O,同時放出大量的熱量。與直接燃燒相比,具有起燃溫度低,能耗小的特點,某些情況下達到起燃溫度后無需外界供熱,反應溫度在250-400℃。
RTO跟RCO的區(qū)別
1、RTO不含催化劑,RCO含有催化劑;
2、RTO的操作溫度在760℃以上,RCO的操作溫度在250~400℃;
3、RTO可能會產(chǎn)生NOX二次污染物,RCO不會;
4、RCO的操作溫度低,運行費用比RTO低。
RTO、RCO這兩種廢氣處理工藝都是目前蕞有效的廢氣處理技術,相對于光氧催化、活性炭、水噴淋、低溫等離子等工藝來說處理效率至少要提高一倍左右,而且對傳統(tǒng)工藝處理不了的超高濃度的VOC效果顯著。