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RCO与RTO系统设备的区别、处理效果和投资费用对

来源:未知 发布日期:2020-08-22 11:00关注次数:
RCO与RTO系统设备的区别、处理效果和投资费用对比
 
蓄热式催化氧化RCO、蓄热式热力焚烧RTO废气治理工艺,是目前能够实现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。
 
RCO与RTO工艺对比
 
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上升,RCO工艺不会生成NOx。
 
据研究:
 
1)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。
 
2)在930°C时,在空气气氛下,N2和02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)《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***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工艺不产生嚦英,RTO工艺处理含氯废气时会产生二嗯英
 
1.RCO工艺不产生二唔英
 
RCO工艺作为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,基本不用担心生成二嗯英,如果催化剂配伍当中配置分解二嗯英催化剂,就更不用担心二嗯英问题。
 
二嗯英又称二嗯因,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。二嗯英中毒性强的是2,3, 7, 8-四氯二苯并二嗯英,
 
其化学结构式为:
 
化学结构式
 
英文缩写为TCDD
 
二唔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嗯英。其理由是:
 
(1)催化氧化的温度较低,在300-500°C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-CI结合的活性远***于C-C、C-CI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***可能的。
 
可能产生二嗯英的必须条件:
 
(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02层。高浓度、贫02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02条件下,不完全分解,易生成嗯英。
 
从上述二嗯英的定义、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,会产生二唔英
 
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二二嗯英,需要在二燃室将废气加热到> 1100°C,停留时间> 2s,然后采用急冷技术,将废气温度从600°C迅速降温至150以下,这个时间不能超过2s,从而破坏二囈英再度合成的温度区间,消除二嗯英。
 
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工艺需配备脱硝设施;
 
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工艺需解决高温氯腐蚀问题,会***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***气污染物排放标准》(GB 37823- -2019) 、《涂料、 油墨及胶粘剂工业***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,均提出了高温产生氮氧化物的问题、含氯废气产生:二唔英的问题等。
 
综上所述,RTO工艺存在的问题是二次污染(NOx、二嗯英等) , 同时存在投资***、运行费用高、风险高等问题。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***域发挥作用。
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