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蓄热燃烧(RTO)与催化燃烧(CO)有什么不同

时间:2020-4-3 17:11:58

  现就废气适用种类、废气浓度、废气流量、辅佐动力、外表自控、安全危险、环保危险、动力负荷、主设备出资、运转本钱等方面进行比较。

  废气适用种类

  两种工艺都能够用于处理烷烃、芳香烃、酮、醇、酯、醚、部分含氮化合物等有机废气。含硫磷类废气会使催化剂中毒,不适合用CO处理,而假如疏忽含硫磷废气焚烧时对设备外表的少数腐蚀,能够限制性的运用RTO处理。

  由于处理温度均<1150℃,两种工艺都不能用于处理含卤代烃废气以防止发生二噁英。部分相似硅烷类的废气由于焚烧后生成的固体尘灰会堵塞催化剂或蓄热陶瓷或切换阀密封面,所以RTO和CO都不能运用。

  含漆雾粉尘类废气要预过滤以防止切换阀关不紧、蓄热体阻塞等现象,RTO的预处理要过滤到至少F6级;而CO处理废气主流通道上无切换阀,加上能够选用让废气流速较高粉尘不易总存、定期给整个体系升温回火将粉尘剥离分化等方法,因而CO的预处理只需简单过滤到G4级。

  此外,由于含易自聚有机物(如丁二烯、丙烯酸酯等)废气会影响到切换阀的有效开闭,一起也可能在位于废气进口处的蓄热体上低温沉积,运用RTO处理该类废气时会有安全隐患,而CO则不受影响。

  催化焚烧

  废气浓度

  由于温度的提高会下降有机物爆破下限浓度,一般要操控废气进口浓度<25%LEL,常见有机物的爆破下限和25%LEL如表1。

  有机物氧化分化会放出许多热量使得废气温升,计算1000mg/m3的常见废气有机物绝热温升如表2。

  以CO处理室温20℃的甲苯废气为例,为防止催化氧化处理后排放气“白烟”和冷凝湿气对设备的腐蚀等情况,排放气温度一般取>105℃,再考虑到换热功率则常温废气进出设备后的实际温升应>100℃

  假如催化焚烧起始温度为250℃,那么废气催化氧化后的温度为350℃,则对应废气初始浓度约为3130mg/m3时可保持体系热量平衡而不必额外动力。若废气浓度进一步升高到25%LEL,废气氧化后温度可达587℃,此刻催化剂易丢失且设备材质要求耐热钢,因而除非在催化剂层间设备换热管体系及时移走热量,否则CO处理甲苯废气最佳浓度为3130~9390mg/m3。

  废气假如进口浓度过高,可进风稀析,稀析阀与氧化气温度连锁;废气进口浓度假如为2130~3130mg/m3,可用电或燃气提升废气进催化剂层的温度达到催化起燃温度250℃;废气进口浓度假如<2130mg/m3,可吸附浓缩后再用CO处理脱附出的浓缩气;假如废气初始温度较高,比方许多烘箱废气有80℃,此刻CO能处理的废气浓度能够相应下降到1560mg/m3。

  相同以RTO处理20℃的甲苯废气为例,由于RTO的焚烧炉内要有一个长明火点燃废气,而1.672×106kJ的焚烧器长明火耗费约5m3/h的天然气供给部分热源,因而体系保持热量平衡的废气进口浓度最低能够到1700~2000mg/m3。假如RTO设备规划从焚烧室引出部分高温气体另行降温后回到焚烧室以防止焚烧温度>1000℃的工艺,则能够提高RTO处理废气的最高浓度到25%LEL。

  废气流量

  一般单套RTO处理废气流量为8000~50000m3/h,处理废气流量<5000m3/h时的RTO设备出资费比不合算,而处理废气流量>50000m3/h则很简单呈现偏流、部分过热等现象影响废气分化功率。单套CO处理废气流量为1000~20000m3/h,废气流量再加大,高效换热器规划困难且催化剂层也会呈现明显偏流部分过热现象影响废气分化功率。

  辅佐动力

  RTO的焚烧室需要一支长明火,加上设备自严重、预热时刻长,一般运用液化气、天然气、轻柴油等做为辅佐动力,不主张运用电热。

  CO相同能够运用液化气、天然气、轻柴油等做为辅佐动力,由于设备自重较RTO轻50%,为了防止增加一个需监管的危险源,引荐运用电加热(前提是废气浓度>3500mg/m3),处理废气流量15000m3/h的CO设备电加热体系只180kW,其预热时刻≤1.5h。

  外表自控

  从流程图能够看出,除燃气体系外RTO还需有许多的压力温度检测和切换阀门,且对阀门、外表、自控等要求较高;而CO的废气主流通道管路无阀门,只有简单的温度连锁,自控要求较低。

  安全危险

  RTO和CO都非常适用于处理如涂布、印刷、制革、化纤、注塑等有机物浓度、种类、流量平稳的流水线废气,尤其是带温度的烘干废气若选用吸附法还需要前置降温到<45℃,但假如运用RTO或CO,就能够充分利用其本身余热,大大下降废气处理本钱和整条流水线的总能耗。可当部分环保企业将RTO用于储运和化学合成企业的废气处理时却呈现许多的爆破事端,爆破基本上是废气来历体系遇设备回火爆破,主要原因如下:

  1)RTO体系在设备初运转时一切顺利,可是运转1~2年后,部分外表、调节阀会呈现毛病或突发停电、停外表气等,导致体系安全自控规划失效,体系超温爆破。事实上大部分的业主是不具备有外表自控专业维护人员,很难做到预判并及时替换外表阀门。

  例如,废气进口浓度需操控在<25%LEL,若选用气相色谱型在线检测仪,仪器采样检测得出成果加上自控阀响应时刻>30min,失去安全操控意义,因而一般选用较活络的光离子型在线可燃探测仪(3选2),该探测仪半年需强制检验1次,可是假如废气中含有水汽、粉尘等将大大下降该检测头寿数,而这种仪器失灵是突发性的。

  2)RTO体系虽然选用了一系列安全规划,如废气搜集预处理体系的防静电、废气进口浓度与稀析阀连锁、废气预混缓冲罐、废气风机与负压连锁、废气水预洗刷等,可是化工厂一定会有事端气紧急排放或某些高浓废气正好集中排放导致的废气浓度暴增数倍的小概率事件,而处理10000m3/h废气流量的RTO设备的缓冲罐容积最大也≤20m3,折算缓冲罐内停留时刻<8s,过短的缓冲时刻导致设备的阀门切换等来不及,废气总管和预处理体系呈现回火爆破。这是明火作业的RTO的本性决定的,是无法根除的。

  CO属无焰氧化,加上换热器等金属结构隔离,就是回火废气来历也达不到燃点;CO工艺管路上无阀门切换,不存在外表失灵安全危险。

  环保危险

  RTO要求废气来历气量和浓度安稳,规划操作负荷弹性小,因而只适合用于连续安稳的流水线废气,假如业主有间歇时间短高浓废气发生,则会频频呈现因安全浓度下限要求导致废气在进设备前被部分排空,存在环保危险。

  RTO设备设备繁杂,部件多,易呈现设备毛病废气排空事端。而CO要求废气流量安稳,能够接受间歇的时间短的高浓废气。CO设备设备简单,部件少,设备毛病也少。此外RTO焚烧室存在死角,废气归纳处理功率95%~97%,而CO废气是均匀经过催化剂层,处理功率>99%,因而CO比RTO更简单环保合格,尤其是新环保规范甲苯类废气从40mg/m3排放规范下降到10mg/m3后,RTO易出排放不合格环保事端。

  高温RTO会发生NOx,而CO因处理温度低不发生NOx,虽然现在国家对有机废气设备的NOx没有规定,但从锅炉废气治理开展历史来看,将会对处理气量>10000m3/h的废气设备提出监管要求。

  动力负荷

  RTO经过精细过滤、2次总厚约2m的蓄热陶瓷,设备阻力至少3500~4000Pa;CO只需经过简单过滤、2次经过列管换热器、总厚0.4m催化剂层,设备阻力<2500Pa,相同的10000m3/h处理气量,RTO风机电机要22kW,CO风机电机只需18.5kW,处理风量越大,风机功率差别越大。电机功率每削减1kW,每年电费削减3000元。

  主设备出资

  不计RTO设备对业主要求的废气预处理体系出资(一般由业主承担),10000m3/h处理气量RTO主设备出资费用约100万,而CO主设备出资费用约60万。

  运转本钱

  以10000m3/h处理气量为例,RTO至少要保证燃气长明火的基础耗费,CO只要废气浓度动力;RTO电耗比CO高5kWh;5年1换,其二次废料要做危废处理,CO的750kg催化剂2年1换,失活催化剂返厂收回。

  分别从废气适用种类、废气浓度、废气流量、辅佐动力、外表自控、安全危险、环保危险、动力负荷、主设备出资、运转本钱10个方面分析的蓄热焚烧(RTO)与催化焚烧(CO)的异同,以便为企业在VOCs废气处理设备选型时供给参考。


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