蓄热燃烧（RTO）与催化燃烧（CO）的异同点

蓄热燃烧（RTO）与催化燃烧（CO）的异同点

 

跟着***家对***气污染的整治力度加***，工业VOCs废气污染状况得到了根赋性的改动，依据对废气处理设备运转的安稳性、处理作用的可靠性、废气品种的广适性、工艺的安全性等要求，***部分地方政府颁布的VOCs处理方针辅导定见中废气处理工艺基本上是吸附、吸收、热分化（燃烧）3种工艺及其组合工艺。

 

（燃烧）热分化工艺成为VOCs废气处理的主流后技术装备上得到了很***开展进步，但因为许多环保公司的工程设计人员与业主单位缺少在初始设计时深化交流、设备运转时及时反响、事端呈现时的有用解决方案，使其不了解热分化工艺***性盲目设计，导致各地一再呈现设备爆破、高能耗停开、设备毛病率高级现象，严重影响了企业的正常生产经营，也给整个废气环保职业开展带来了许多负面要素。

 

01 热分化工艺简述

 

热分化工艺一般分为直燃(TO)、蓄热燃烧(RTO)、催化燃烧(CO)、蓄热催化燃烧(RCO)4种，仅仅燃烧办法和换热办法的两两不同组合，***要能够用于处理吸附浓缩气，也能够用于直接处理废气浓度＞的中高浓度废气。

 

1）TO是将高浓废气送入燃烧室直接燃烧(燃烧室内一般有一股长明火)，废气中有机物在750℃以上燃烧生成CO2和水，高温燃烧气经过换热器与新进废气直接换热后排掉，换热效率一般≤60%导致运转本钱很高，只在少数能有用运用排放余热或有副产燃气的企业中运用。

 

2）RTO的燃烧办法与TO相同，仅仅将换热器改为蓄热陶瓷，高温燃烧气与新进废气替换进入蓄热陶瓷直接换热，热量运用率可进步到90%以上，理念先进，运转本钱较低，是现在***家主推的废气处理工艺。

 

3）CO是选用宝贵金属催化剂下降废气中有机物与O2的反响活化能，使得有机物能够在250～350℃较低的温度就能充沛氧化生成CO2和H2O，属无焰燃烧，高温氧化气经过换热器与新进废气直接换热后排掉，热量运用率一般≤75%，常用于处理吸附剂再生脱附出来的高浓废气。

 

4）RCO燃烧办法与CO相同，换热办法与RTO相同，因为出资堪比RTO，能处理的废气品种受催化剂影响又比RTO少，所以很少企业选用RCO工艺。热分化以RTO和CO的运用比方较多，假如用于处理吸附脱附的浓缩气，两者不同不***，但若直接处理中高浓度废气时有很***差异，需求企业认真对待。

 

02 RTO与CO在处理中高浓度废气中各方面的异同

 

现就废气适用品种、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。

 

废气适用品种

 

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，不合适用CO处理，而假如疏忽含硫磷废气燃烧时对设备外表的少数腐蚀，能够限制性的运用RTO处理。

 

因为处理温度均＜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因为燃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、蓄热体堵塞等现象，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、定时给整个系统升温回火将粉尘剥离分化等办法，因而CO的预处理只需简略过滤到G4级。

 

此外，因为含易自聚有机物(如丁二烯、丙烯酸酯等)废气会影响到切换阀的有用开闭，一起也可能在坐落废气进口处的蓄热体上低温堆积，运用RTO处理该类废气时会有安全隐患，而CO则不受影响。

 

废气浓度

 

因为温度的进步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。

 

有机物氧化分化会放出许多热量使得废气温升，核算1000mg/m3的常见废气有机物***热温升。

 

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状况，排放气温度一般取＞105℃，再考虑到换热效率则常温废气进出设备后的实践温升应＞100℃

 

假如催化燃烧开始温度为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时可保持系统热量平衡而不必额定动力。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原料要求耐热钢，因而除非在催化剂层间设备换热管系统及时移走热量，不然CO处理甲苯废气***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，可用电或燃气进步废气进催化剂层的温度到达催化起燃温度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，因为RTO的燃烧炉内要有一个长明火点着废气，而×106kJ的燃烧器长明火耗费约5m3/h的天然气供给部分热源，因而系统保持热量平衡的废气进口浓度***能够到1700～2000mg/m3。假如RTO设备设计从燃烧室引出部分高温气体另行降温后回到燃烧室以防止燃烧温度＞1000℃的工艺，则能够进步RTO处理废气的***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则很简略呈现偏流、部分过热等现象影响废气分化效率。单套CO处理废气流量为1000～20000m3/h，废气流量再加***，高效换热器设计困难且催化剂层也会呈现显着偏流部分过热现象影响废气分化效率。

 

辅佐动力

 

RTO的燃烧室需求一支长明火，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，因为设备自重较RTO轻50%，为了防止添加一个需监管的危险源，引荐运用电加热(条件是废气浓度＞3500mg/m3)，处理废气流量15000m3/h的CO设备电加热系统只180kW，其预热时刻≤。

 

外表自控

 

从流程图能够看出，除燃气系统外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，只需简略的温度连锁，自控要求较低。

 

安全危险

 

RTO和CO都十分适用于处理如涂布、印刷、制革、化纤、注塑等有机物浓度、品种、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求前置降温到＜45℃，但假如运用RTO或CO，就能够充沛运用其本身余热，******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系统遇设备回火爆破，***要原因如下:

 

1)RTO系统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，导致系统安全自控设计失效，系统超温爆破。事实上***部分的业主是不具备有外表自控专业保护人员，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呼应时刻＞30min，失掉安全操控含义，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查验1次，可是假如废气中含有水汽、粉尘等将******下降该检测头寿数，而这种仪器失灵是突发性的。

 

2)RTO系统虽然选用了一系列安全设计，如废气搜集预处理系统的防静电、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，可是化工厂必定会有事端气紧迫排放或某些高浓废气正***会集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***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，废气总管和预处理系统呈现回火爆破。这是明火作业的RTO的赋性决议的，是无法铲除的。

 

CO属无焰氧化，加上换热器等金属结构阻隔，便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，设计操作负荷弹性小，因而只合适用于接连安稳的流水线废气，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设备设备冗杂，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，能够承受间歇的时间短的高浓废气。CO设备设备简略，部件少，设备毛病也少。此外RTO燃烧室存在死角，废气归纳处理效率95%～97%，而CO废气是均匀经过催化剂层，处理效率＞99%，因而CO比RTO更简略环保合格，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***家对有机废气设备的NOx没有规则，但从锅炉废气处理开展前史来看，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只需经过简略过滤、2次经过列管换热器、总厚催化剂层，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，处理风量越***，风机效率不同越***。电机效率每削减1kW，每年电费削减3000元。

 

主设备出资

 

不计RTO设备对业***要求的废气预处理系统出资(一般由业主承当)，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。

 

0 运转本钱

 

以10000m3/h处理气量为例，RTO至少要确保燃气长明火的根底耗费，CO只需废气浓度动力；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。

 

03 定论

 

分别从废气适用品种、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个方面剖析的RTO与CO的异同，以期为企业在VOCs废气处理设备选型时供给参阅。