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RCO 与RTO 技术经济对比

2019-09-10 15:40:30 东莞市中仁环保科技有限公司 阅读

蓄热式催化氧化RCO、蓄热式热力焚烧RTO废气治理工艺,是囯前能够实现VOCs达标排放的成熟工艺。两种工艺从去除率、达标能力上来讲是一致的,但毕竟是两种截然不同的工艺,在许多方面还是有区别的。下面对两种工艺进行比较。

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一、RCO工艺反应温度低,RTO工艺反应温度高

RCO工艺反应温度一般在300~500°C;而RTO工艺反应温度一般在800~1000°C(个别资料提到反应温度760°C,但需增加反应停留时间)。

二、RCO工艺不产生NOX,RTO工艺会产生Nox

RTO工艺的反应温度比较高,会将空气中的氮气部分转化为NOxX,并且这一转化率随着温度的提高、停留时间的延长会迅速上升,RCO工艺不会生成NOX。

据研究:

1)—套20万m3/h处理量的RTO设备,其N○ⅹ排放量约等于一台35t/h的燃煤流化床锅炉。

2)在930℃时,在空气气氛下,N2和O2反应生成的热力型NO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)《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》

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、监测要求等迸行了原则性的规定。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,需要指岀的是,RTO处理为髙温燃烧,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。

基于此,如果采用RTO工艺治理VOCs后续要采取脱硝措施。

三、RCO工艺不产生二嗯英,RTO工艺处理含氯废气时会产生二嗯英

1.RCO工艺不产生二恶英

RCO工艺作为VOCs治理的主流技术,也是目前能够实现∨OCs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嗯英顾虑重重,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嘌英,如果催化剂配伍当中配置分解二嘌英催化剂,就更不用担心二噁英问题。

二噁英又称二唿因,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英,

其化学结构式为

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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。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嘌英。其理由是

(1)催化氧化的温度较低,在300-500°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-c结合的活性远大于C-C、CC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。

可能产生二噁英的必须条件:

(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2层。高浓度、贫○2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:氯苯、二氯苯等,浓度比较高,在贫O2条件下,不完全分解,易生成二噁英。

从上述二嘌英的定义、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,不必担心二嗯英的问题。如果催化剂配伍中配置了分解二嗯英的催化剂,废气出口二嗯英的达标就更有保证!

2.RTO工艺在处理含氯废气时,会产生二噁英

RTO工艺在处理含氯废气时会产生二嗯英。如果要消除处理后废气中的二嗯英,需要在二燃室将废气加热到>1100°C,停留时间>25s,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,从而破坏二嗯英再度合成的温度区间,消除二噁英。

四、RCO工艺投资低,RTO工艺投资高

处理同样规模的有机废气,设备配置水平相同,应用RCO工艺投资低于应用RTO工艺的投资,一般为RTo工艺投资的80%。

有人认为,RCO工艺相比RTO工艺,多了价格高昂的催化剂,为什么反而投资低?原因如下

1)RCO工艺反应停留时间比RTO短得多,约为1/5,因此设备体积小得多;

2)RTO工艺需配各脱硝设施;

3)针对含氯废气,RTO工艺需增加急冷装置;

4)RTO工艺需配备燃料储运设施;

5)RTO工艺需采用耐高温的材质

6)针对含氯废气,RTO工艺需解决髙温氯腐蚀问题,会大幅度增加设备投资。

五、RCO工艺运行费用低,RTO工艺运行费用高

RCO工艺因为反应温度低,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。

六、RCO工艺没有明火,安全性高;RTO工艺明火燃烧,风险高

RCO是无焰催化氧化反应,整个过程没有明火,采用防爆电加热器作为补充热源;RTO是明火燃烧,风险相对较高。

2019年7月1日实施的《制药工业大气污染物排放标准》(GB37823-2019)、《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》(GB37824-2019)、《挥发性有机物无组织排放控制标

准》(GB37822-2019)等,均提出了高温产生氮氧化物的问题、含氯废气产生二嘌英的问题等。

综上所述,RTO工艺存在的问题是二次污染(N○二噁英等),同时存在投资大、运行费用高、风险髙等问题。相信随着整个社会对废气治理行业的关注、认知的提高、行业的自律、监管的到位,RCO工艺将会在越来越多的废气治理领域发挥作用。

 来源:VOCs减排工作站



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