廣東蓄熱式焚燒爐RCO與RTO技術(shù)經(jīng)濟對比
蓄熱式催化氧化RCO(Regeneration Catalytic Oxidizer)、蓄熱式熱力焚燒RTO(Regenerative Thermal Oxidezer)廢氣治理技術(shù),是目前能夠?qū)崿F(xiàn)VOCs達標排 放的成熟技術(shù)。兩種技術(shù)從去除率、達標能力上來講是一致的,但畢竟是兩種截 然不同的技術(shù),在許多方面還是有區(qū)別的。下面對兩種技術(shù)進行比較。
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一、RCO技術(shù)反應(yīng)溫度低
RCO反應(yīng)溫度一般在 300~500℃,熱損失小,所需的能耗低;而RTO反應(yīng) 溫度一般在800~1000℃(反應(yīng)溫度760℃,但需增加反應(yīng)停留時間),熱損失大,所需的能耗高。

二、RCO技術(shù)不產(chǎn)生NOx
RTO的反應(yīng)溫度比較高,會將空氣中的氮氣部分轉(zhuǎn)化為 NOx,并且這一轉(zhuǎn)化 率隨著溫度的提高、停留時間的延長會迅速提升,RCO不會生成NOx。
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《蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》
一般規(guī)定:在一般規(guī)定中,對治理工程處理后可達到的排放水平以及 凈化設(shè)備運行過程中的環(huán)境保護要求、監(jiān)測要求等進行了原則性的規(guī)定。關(guān)于凈 化系統(tǒng)產(chǎn)生的二次污染物的控制在規(guī)范6.4中進行了規(guī)定。在此,需要指出的是,RTO處理為高溫燃燒,在此過程中,有可能會生成 NOx,需要對其凈化予 以考慮,具體排放要求執(zhí)行國家或地方的相關(guān)排放標準。
基于此,如果采用RTO技術(shù)治理VOCs,后續(xù)要采取脫硝措施。
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三、RCO技術(shù)不產(chǎn)生二噁英
RCO技術(shù)作為VOCs治理的主流技術(shù),也是目前能夠?qū)崿F(xiàn) VOCs達標排放的成熟技術(shù)。但許多業(yè)主,甚至環(huán)保從業(yè)人員,對催化氧化過程中是否生成 二噁英顧慮重重,尤其碰到廢氣中含有鹵素、芳烴等物質(zhì)時,在選用催化氧化 技術(shù)時就會更加慎重。其實,用催化氧化技術(shù)處理VOCs廢氣,基本不同擔(dān)心 生成二噁英,如果催化劑配伍當(dāng)中配置分解二噁英催化劑,就更不用擔(dān)心二噁 英問題。
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二噁英又稱二噁因,屬于氯代三環(huán)芳烴類化合物,是由200多種異構(gòu)體、 同系物等組成的混合體。其毒性比氯化鉀、砒霜強得多。是非常穩(wěn)定又難以分解的一級致癌物質(zhì)。二噁英中毒性最強的是-四氯二苯并二噁英。
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二噁英主要來自垃圾焚燒、農(nóng)藥及含氯有機物的高溫分解或不完全燃燒。
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含有氯仿、氯甲烷、氯乙烷等低碳氯代烴的有機廢氣在催化氧化過程中不會產(chǎn)生二噁英。其理由是:(1)催化氧化的穩(wěn)定較低,在 400-600℃之間。(2) 催化氧化的機理與直接燃燒(熱力)燃燒不同。它是反應(yīng)物分子(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 催化劑表面上完成,受催化劑表面結(jié)構(gòu)控制。(3)低碳氯代烴濃度很低,氧 很豐裕的情況下,C-O、H-O、H-Cl 結(jié)合的活性遠大于 C-C、C-Cl 的結(jié)合。一個碳,兩個碳的小分子,連接成氯代三環(huán)芳烴類結(jié)構(gòu)是不大可能的。
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可能產(chǎn)生二噁英的必須條件:
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(1)含高濃度氯代烴,貧氧(氧不足),高溫。如垃圾焚燒:垃圾中往 往含有氯的塑料制品;燃燒物的中間易處于貧 O2 層。高濃度、貧 O2是必要條 件。高溫裂解屬自由基反應(yīng)機理,C-C 鍵容易連接起來。
(2)如果廢物或廢氣 中含有氯代苯類如:等,濃度比較高,在貧 O2 條件下,不完 全分解,易生成二噁英。
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從上述二噁英的定義、生成機理、催化氧化反應(yīng)機理等分析可知,用催化 氧化技術(shù)對VOCs進行治理,不必擔(dān)心二噁英的問題。如果催化劑配伍中配置 了分解二噁英的催化劑,廢氣出口二噁英的達標就更有保證!
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RTO技術(shù)在處理含氯廢氣時,會產(chǎn)生二噁英
RTO技術(shù)在處理含氯廢氣時會產(chǎn)生二噁英。如果要消除處理后廢氣中的二噁 英,需要在二燃室將廢氣加熱到>1100℃,停留時間>2s,然后采用急冷技術(shù), 將廢氣溫度從 600℃迅速降溫至 150℃以下,這個時間不能超過 2s,從而破壞二 惡英再度生成的溫度區(qū)間,消除二噁英。

處理同樣規(guī)模的有機廢氣,設(shè)備配置水平相同,應(yīng)用RCO技術(shù)投資低于應(yīng) 用RTO技術(shù)的投資,一般為RTO技術(shù)投資的80%。有人認為,RCO技術(shù)相比RTO技術(shù),多了價格高昂的催化劑,為什么反而投 資低?原因如下:1)RCO反應(yīng)停留時間比RTO短得多,約為1/5;
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2)RTO需配備脫硝設(shè)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(shè)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,會大幅度增加設(shè)備投資。
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五、RCO技術(shù)運行費用低
RCO因為反應(yīng)溫度低,與外界熱量交換比較少,熱損失小,需要補充的外加 熱源相應(yīng)就比較小,因此運行費用低。
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綜上所述,RTO技術(shù)存在的問題是嚴重的二次污染,同時存在投資大、運行 費用高、風(fēng)險高等問題。2019 年 7 月 1 日實施的《制藥工業(yè)大氣污染物排放標準》(GB 37823—2019)、 《涂料、油墨及膠粘劑工業(yè)大氣污染物排放標準》(GB 37824-2019)、《揮發(fā) 性有機物無組織排放控制標準》(GB37822-2019)等,均正式提出了高溫產(chǎn)生氮 氧化物的問題、含氯廢氣產(chǎn)生二噁英的問題等。
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上述標準的正式實施,極大地限制了RTO的應(yīng)用范圍,RCO技術(shù)的優(yōu)勢得 以凸顯。相信隨著整個社會對廢氣治理的關(guān)注、認知的提高,RCO將會在越來越 多的廢氣治理領(lǐng)域發(fā)揮作用。