搜索

蓄热式催化氧化RCO及热力焚烧RTO技术经济对比

[复制链接]
学社博客 发表于 2019-10-9 11:51 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
蓄热式催化氧化RCO(Regeneration Catalytic Oxidizer)、蓄热式热力焚烧RTO(Regenerative Thermal Oxidezer)废气治理技术,是目前能够实现VOCs达标排 放的成熟技术。两种技术从去除率、达标能力上来讲是一致的,但毕竟是两种截 然不同的技术,在许多方面还是有区别的。下面对两种技术进行比较。
; M3 s6 c, b/ p- m3 o/ L$ a# e# |* f. t. n) r2tech.cn
一、RCO技术反应温度低
& ^; K$ u2 K5 a, f8 r. o- m8 X. K- ^
" M* G# b% |9 E3 R/ p  w' v1 n! t0 QRCO反应温度一般在 300~500℃,热损失小,所需的能耗低;而RTO反应 温度一般在800~1000℃(个别资料提到反应温度760℃,但需增加反应停留时 间),热损失大,所需的能耗高。
/ d' H7 U0 @5 B$ x' _. N* k9 ]
$ M% T) D" @  M( l$ R二、RCO技术不产生NOx+ Y9 C  Z( t- Y  C2tech.cn
# t! B$ N! f( P* I- e! z2tech.cn
RTO的反应温度比较高,会将空气中的氮气部分转化为 NOx,并且这一转化 率随着温度的提高、停留时间的延长会迅速提升,RCO不会生成NOx。( P  Z! \' R- A& p1 _2tech.cn

2 K# W, ~& |: c$ `( z7 D; W7 m5 l+ g据研究:
  i1 m3 p2 @* M! d( U3 e6 @
' z8 D; O) S  z9 E) k  d1)一套20万m3/h 处理量的RTO设备,其NOx排放量约等于一台35t/h的燃煤流化床锅炉。; w8 E8 V; K* r  P  b2tech.cn
2 y$ R# y5 ]8 S8 @2tech.cn
2)在 930℃时,在空气气氛下,N2和 O2 反应生成的热力型 NOx 平衡浓度可以达到210ppm(265mg/m3),如果停留时间足够长,生成的NOx还会进一步 增加。3 [; T8 D6 l; i- |  O2tech.cn
8 J+ k) ~4 ^' v3 l# v+ o2tech.cn
3)《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》
8 n, j0 m7 }6 C" L+ {4 }9 z% A* _: _5 l2tech.cn
5.5.1 一般规定:在一般规定中,对治理工程处理后可达到的排放水平以及 净化设备运行过程中的环境保护要求、监测要求等进行了原则性的规定。关于净 化系统产生的二次污染物的控制在规范6.4中进行了规定。在此,需要指出的是,RTO处理为高温燃烧,在此过程中,有可能会生成 NOx,需要对其净化予 以考虑,具体排放要求执行国家或地方的相关排放标准。
8 D( W' D% r* ^3 z4 O6 I: I% {+ g. }: i; x  i, l& V- V2tech.cn
基于此,如果采用RTO技术治理VOCs,后续要采取脱硝措施。* Q: P& w) P0 x& |$ }; ~0 q2tech.cn
7 A& s; C* E- ?. K- l- w0 c2tech.cn
三、RCO技术不产生二噁英
  {, B" P- R" l9 |6 L  n& t3 T& T
' _3 m' {6 }! O: ^  fRCO技术不产生二噁英
9 U  n0 X) A1 r7 i+ T. y
/ h5 B6 ?& u7 }1 a7 x" b* v3 qRCO技术作为VOCs治理的主流技术,也是目前能够实现 VOCs达标排放的成熟技术。但许多业主,甚至环保从业人员,对催化氧化过程中是否生成 二噁英顾虑重重,尤其碰到废气中含有卤素、芳烃等物质时,在选用催化氧化 技术时就会更加慎重。其实,用催化氧化技术处理VOCs废气,基本不同担心 生成二噁英,如果催化剂配伍当中配置分解二噁英催化剂,就更不用担心二噁 英问题。
- t4 h$ M4 E* w8 o0 {* o
9 t- P6 q" G7 E& s+ B. R. Q二噁英又称二噁因,属于氯代三环芳烃类化合物,是由200多种异构体、 同系物等组成的混合体。其毒性比氯化钾、砒霜强得多。是非常稳定又难以分解的一级致癌物质。二噁英中毒性最强的是 2,3,7,8-四氯二苯并二噁英, 其化学结构式为:
9 q: t6 Y& |/ H$ d5 W0 I" j
) t0 E. K' C. o: }% Y) E; E 环境学社5.jpg . t: T' g  u; }2 S- N: j, |% X2tech.cn

8 n0 P7 K3 N4 P1 X2 G; i5 D6 k英文缩写为TCDD
" P! d- s4 B: L' X! z. g, V# W* j7 N  A" o. V6 J, }2tech.cn
二噁英主要来自垃圾焚烧、农药及含氯有机物的高温分解或不完全燃烧。* n) D: t" R1 p/ Y' \# U2tech.cn

/ t3 Z! }9 z) X9 x  t/ y; k1 q; u含有氯仿、氯甲烷、氯乙烷等低碳氯代烃的有机废气在催化氧化过程中不会产生二噁英。其理由是:(1)催化氧化的稳定较低,在 400-600℃之间。(2) 催化氧化的机理与直接燃烧(热力)燃烧不同。它是反应物分子(包括氧分子) 被吸附在催化剂的活性中心上得到活化、解离、重组、脱附,主要的过程都在 催化剂表面上完成,受催化剂表面结构控制。(3)低碳氯代烃浓度很低,氧 很丰裕的情况下,C-O、H-O、H-Cl 结合的活性远大于 C-C、C-Cl 的结合。一个碳,两个碳的小分子,连接成氯代三环芳烃类结构是不大可能的。
: z: k' @  ~8 H" J8 |$ q5 M
% Y9 A: \2 z/ i可能产生二噁英的必须条件:
! W( j5 l2 V* n; z. w
, T5 _# A' n/ q6 p4 i2 b# }(1)含高浓度氯代烃,贫氧(氧不足),高温。如垃圾焚烧:垃圾中往 往含有氯的塑料制品;燃烧物的中间易处于贫 O2 层。高浓度、贫 O2是必要条 件。高温裂解属自由基反应机理,C-C 键容易连接起来。(2)如果废物或废气 中含有氯代苯类如:等,浓度比较高,在贫 O2 条件下,不完 全分解,易生成二噁英。+ B! E; H7 M1 c1 S( n* V; a* O2tech.cn
* F( r1 q7 u: T. h/ T* p2tech.cn
从上述二噁英的定义、生成机理、催化氧化反应机理等分析可知,用催化 氧化技术对VOCs进行治理,不必担心二噁英的问题。如果催化剂配伍中配置 了分解二噁英的催化剂,废气出口二噁英的达标就更有保证!
, R8 g  C& a$ s; V8 }% _+ L! ~! N" w0 q+ l& {2tech.cn
2. RTO技术在处理含氯废气时,会产生二噁英
* K( z0 r( `. i! {0 Y( Y0 C! Y  k" K
8 T3 O8 v. o) B* K8 Z& tRTO技术在处理含氯废气时会产生二噁英。如果要消除处理后废气中的二噁 英,需要在二燃室将废气加热到>1100℃,停留时间>2s,然后采用急冷技术, 将废气温度从 600℃迅速降温至 150℃以下,这个时间不能超过 2s,从而破坏二 恶英再度生成的温度区间,消除二噁英。8 Q. }5 a7 _+ u  a1 R2tech.cn
1 b& \9 o+ Z/ P+ p( a7 f  A0 `( b2tech.cn
四、RCO 技术投资低; R2 H$ c6 q$ J# U. n+ l2tech.cn
& J9 {3 ^$ g3 B& G# Y2 g: L2tech.cn
处理同样规模的有机废气,设备配置水平相同,应用RCO技术投资低于应 用RTO技术的投资,一般为RTO技术投资的80%。有人认为,RCO技术相比RTO技术,多了价格高昂的催化剂,为什么反而投 资低?原因如下:1)RCO反应停留时间比RTO短得多,约为1/5;
2 o0 b! \  {0 |) P4 X) t% t
% j4 e# W3 b- G, _2)RTO需配备脱硝设施;
% m: A. `2 ]. t  r, z
8 Z7 @& f# V$ N2 F- q5 _3 v3)针对含氯废气,RTO需增加急冷装置;# ~8 z8 ~8 b; t: ^1 A9 a2tech.cn

* L& V& ~0 l, r& c' K4)RTO需配备燃料储运设施;( y5 ?6 g* @5 N; H2 Q- @8 d2tech.cn
5 Q. e! X/ v! |" q# f& k: R" y% j2tech.cn
5)RTO需配备备用电源;
0 s6 C  F  q* {* t! Q9 z1 @5 K& U; p7 w1 r' |' x3 h2tech.cn
6)RTO设备需采用耐高温的材料;; B% Z/ m) N' z0 I$ y/ R2tech.cn

; X6 a5 @$ ~% W7 k$ Q7)针对含氯废气,RTO需解决高温氯腐蚀问题,会大幅度增加设备投资。9 W# a/ K- ^7 `9 Q. S2tech.cn

9 k3 P8 l. s$ U# v五、RCO技术运行费用低
, N3 G2 X+ k  C# c
: {9 V; J5 e7 T; lRCO因为反应温度低,与外界热量交换比较少,热损失小,需要补充的外加 热源相应就比较小,因此运行费用低。
  M9 v  y7 ]0 `, y0 f3 i7 o  ]1 I1 x/ \# P5 A% d$ P, r( G2tech.cn
综上所述,RTO技术存在的问题是严重的二次污染,同时存在投资大、运行 费用高、风险高等问题。2019 年 7 月 1 日实施的《制药工业大气污染物排放标准》(GB 37823—2019)、 《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》(GB 37824-2019)、《挥发 性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)等,均正式提出了高温产生氮 氧化物的问题、含氯废气产生二噁英的问题等。
% {: M( i0 h* O- n( e$ H2 I' g* j8 k, H5 P3 C% W2 H9 k$ m2tech.cn
上述标准的正式实施,极大地限制了RTO的应用范围,RCO技术的优势得 以凸显。相信随着整个社会对废气治理的关注、认知的提高,RCO将会在越来越 多的废气治理领域发挥作用。
' M- |+ U& V% F, R& Z5 I4 S, T' S$ D; B" B9 o0 S& n  x2tech.cn

© 声明:本文仅表作者或发布者个人观点,与环保学社[2TECH.CN]无关。其原创性及陈述文字、内容、数据及图片均未经证实,对本文及其全部或部分内容、图片、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,仅做参考并自行核实。如有侵权,请联系我们处理,在此深表歉意。

您需要登录后才可以回帖 马上登录 | 中文注册

本版积分规则

技术话题

关于我们
关于我们
友情链接
联系我们
帮助中心
网友中心
购买须知
支付方式
服务支持
资源下载
售后服务
定制流程
关注我们
官方微博
官方空间
官方微信
快速回复返回顶部 返回列表