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)四種,只是燃燒方式和換熱方式的兩兩組合不同,主要是用于處理吸附濃縮氣,也可以用于直接處理廢氣濃度大于3.5g/m3的中高濃度廢氣。
TO是將高濃度廢氣直接送入燃燒室直接燃燒,高溫燃燒氣通過換熱器與新進廢氣間接換熱后排掉,換熱效率一般低于60%,導致運行成本很高,只有少數(shù)能有效利用排放預熱或有副產(chǎn)燃氣的企業(yè)中應用。
RTO的燃燒方式和TO相同,只是將換熱器改為蓄熱陶瓷,高溫燃燒與新進廢氣交替進入蓄熱陶瓷換熱,熱利用率達到90%以上,運行成本較低,是目前的主流工藝。
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250-300℃較低的溫度就能充分氧化成CO2和H2O。是無焰燃燒,熱利用率一般低于75%,常用處理脫附后高濃度廢氣。
RCO和CO燃燒方式相同,換熱方式與RTO相同,投資堪比RTO且處理廢氣種類受催化劑影響,種類少于RTO。
綜上所述,這就是現(xiàn)行工藝主要是RTO和CO的原因。那RTO與CO在必選方面又有什么不同呢?
廢氣種類上:含硫磷類廢氣會使CO中毒,不能用CO。忽略少部分硫磷類廢氣的燃燒腐蝕可以限制性使用RTO。兩種工藝都不能處理含鹵代烴廢氣,避免產(chǎn)生二噁英。含硅烷類廢氣使用要注意考慮二氧化硅的堵塞問題。RTO預處理要達到F6級,CO預處理僅需G4 級別。
廢氣濃度來說:通常溫度的提高會降低有機物的爆炸下限,需控制廢氣進口濃度低于25%LEL。CO可以通過控制溫度和進口廢氣濃度而達到熱平衡而不需要額外能源。RTO則一直需要一個長明火點燃廢氣。
廢氣流量而言:單套RTO流量為8000-50000m3/h,單套RCO流量為1000-20000m3/h
儀表自控來說:RTO需要更多的儀表監(jiān)控和控制設(shè)備,CO則只有簡單的溫度連鎖,自控要求較低。
在選擇RTO與CO時,除了考慮廢氣特性外,還需權(quán)衡運行效率與經(jīng)濟成本。RTO以其高達90%以上的熱利用率,在處理大風量、中高濃度廢氣時展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢,尤其適合需要連續(xù)、穩(wěn)定運行的工業(yè)場景。盡管其初期投資及儀表自控要求相對較高,但長期來看,低運行成本使其成為眾多企業(yè)的優(yōu)選。
相比之下,CO雖然熱利用率稍遜一籌,卻能在較低溫度下實現(xiàn)高效催化氧化,尤其適合處理經(jīng)吸附濃縮后的高濃度廢氣,以及對溫度敏感或含有特定成分(非硫磷類)的廢氣。CO系統(tǒng)的簡潔性降低了自控復雜度,減少了維護成本,適合對自控要求不高的場合。
此外,考慮到環(huán)保政策的日益嚴格,廢氣處理不僅要追求效率,還需注重安全性與二次污染控制。對于可能產(chǎn)生二噁英的鹵代烴廢氣,無論是RTO還是CO均需謹慎處理,必要時需采用更高級別的凈化技術(shù)。
綜上所述,RTO與CO的選擇應基于廢氣具體成分、濃度、流量,以及企業(yè)的經(jīng)濟承受能力、運維能力和環(huán)保需求綜合考量。每種技術(shù)都有其獨特的適用場景與優(yōu)勢,合理選型與優(yōu)化設(shè)計是確保廢氣處理效果與經(jīng)濟效益雙贏的關(guān)鍵。
來源:環(huán)保