RCO與RTO系統(tǒng)設備的區(qū)別、處理效果和投資費用對比

 

蓄熱式催化氧化RCO、蓄熱式熱力焚燒RTO廢氣治理工藝,是目前能夠實現(xiàn)VOCs達標排放的成熟工藝。兩種工藝從去除率、達標能力上來講是一致的， 但畢竟是兩種截然不同的工藝，在許多方面還是有區(qū)別的。下面對兩種工藝進行比較。

 

RCO與RTO工藝對比

 

一、RCO工藝反應溫度低，RTO工藝反應溫度高

 

RCO工藝反應溫度一般在300~ 500°C；而RTO工藝反應溫度一般在800 ~1000°C (個別資料提到反應溫度760°C,但需增加反應停留時間)。

 

二、RCO工藝不產生NOx, RTO工藝會產生NOx

 

RTO工藝的反應溫度比較高，會將空氣中的氮氣部分轉化為NOx,并且這一轉化率隨著溫度的提高、停留時間的延長會迅速上升，RCO工藝不會生成NOx。

 

據(jù)研究:

 

1）一套20萬m3/h處理量的RTO設備，其NOx排放量約等于一臺35t/h 的燃煤流化床鍋爐。

 

2）在930°C時,在空氣氣氛下，N2和02反應生成的熱力型NOx平衡濃度可以達到210ppm(265mg/m3 )，如果停留時間足夠長，生成的NOx還會進一步增加。

 

3）《蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理 工程技術規(guī)范》

 

5.5.1 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。關于凈化系統(tǒng)產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***家或地方的相關排放標準?；诖?，如果采用RTO工藝治理VOCs,后續(xù)要采取脫硝措施。

 

三、 RCO工藝不產生嚦英，RTO工藝處理含氯廢氣時會產生二嗯英

 

1.RCO工藝不產生二唔英

 

RCO工藝作為VOCs治理的主流技術，也是目前能夠實現(xiàn)VOCs達標排放的成熟技術。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嗯英顧慮重重，尤其碰到廢氣中含有鹵素、芳烴等物質時，在選用催化氧化技術時就會更加慎重。其實,用催化氧化技術處理VOCs廢氣，基本不用擔心生成二嗯英,如果催化劑配伍當中配置分解二嗯英催化劑，就更不用擔心二嗯英問題。

 

二嗯英又稱二嗯因,屬于氯代三環(huán)芳烴類化合物,是由200多種異構體、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。二嗯英中毒性強的是2，3, 7, 8-四氯二苯并二嗯英,

 

其化學結構式為:

 

化學結構式

 

英文縮寫為TCDD

 

二唔英主要來自垃圾焚燒、農藥及含氯有機物的高溫分解或不完全燃燒。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生二嗯英。其理由是：

 

(1)催化氧化的溫度較低，在300-500°C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，受催化劑表面結構控制。

 

(3)低碳氯代烴濃度很低，氧很豐裕的情況下，C-O、H-O、H-CI結合的活性遠***于C-C、C-CI的結合。一個碳，兩個碳的小分子，連接成氯代三環(huán)芳烴類結構是不***可能的。

 

可能產生二嗯英的必須條件:

 

(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02層。高濃度、貧02是必要條件。高溫裂解屬自由基反應機理, 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：氯苯、二氯苯等，濃度比較高，在貧02條件下，不完全分解，易生成嗯英。

 

從上述二嗯英的定義、生成機理、催化氧化反應機理等分析可知，用催化氧化技術對VOCs進行治理，不必擔心二嗯英的問題。如果催化劑配伍中配置了分解二嗯英的催化劑，廢氣出口二嗯英的達標就更有保證！

 

2. RTO工藝在處理含氯廢氣時，會產生二唔英

 

RTO工藝在處理含氯廢氣時會產生二嗯英。如果要消除處理后廢氣中的二二嗯英，需要在二燃室將廢氣加熱到> 1100°C，停留時間> 2s，然后采用急冷技術，將廢氣溫度從600°C迅速降溫至150以下，這個時間不能超過2s，從而破壞二囈英再度合成的溫度區(qū)間，消除二嗯英。

 

四、RCO工藝投資低，RTO工藝投資高

 

處理同樣規(guī)模的有機廢氣，設備配置水平相同，應用RCO工藝投資低于應用RTO工藝的投資，一般為RTO工藝投資的80%。

 

有人認為，RCO工藝相比RTO工藝，多了價格高昂的催化劑，為什么反而投資低？原因如下：

 

1) RCO工藝反應停留時間比RTO短得多，約為1/5，因此設備體積小得多；

 

2) RTO工藝需配備脫硝設施；

 

3)針對含氯廢氣, RTO工藝需增加急冷裝置；

 

4) RTO工藝需配備燃料儲運設施；

 

5) RTO工藝需采用耐高溫的材質；

 

6)針對含氯廢氣，RTO工藝需解決高溫氯腐蝕問題，會***幅度增加設備投資。

 

五、RCO 工藝運行費用低，RTO工藝運行費用高

 

RCO工藝因為反應溫度低，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就比較小，因此運行費用低。

 

六、RCO工藝沒有明火，安全性高; RTO工藝明火燃燒，風險高

 

RCO是無焰催化氧化反應，整個過程沒有明火，采用防爆電加熱器作為補充熱源；RTO是明火燃燒，風險相對較高。

 

2019年7月1日實施的《制藥工業(yè)***氣污染物排放標準》(GB 37823- -2019) 、《涂料、 油墨及膠粘劑工業(yè)***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,均提出了高溫產生氮氧化物的問題、含氯廢氣產生:二唔英的問題等。

 

綜上所述，RTO工藝存在的問題是二次污染(NOx、二嗯英等) , 同時存在投資***、運行費用高、風險高等問題。相信隨著整個社會對廢氣治理行業(yè)的關注、認知的提高、行業(yè)的自律、監(jiān)管的到位，RCO工藝將會在越來越多的廢氣治理***域發(fā)揮作用。