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2.2.2蓄热式燃烧法
(1)技术原理
蓄热式燃烧炉(RegenerativeThermalOxidizer)简称RTO,把有机废气加热到760℃,使废气中的VOCs氧化分解为二氧化碳和水。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷升温而“蓄热”,此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气,从而节省废气升温的燃料消耗。
(2)技术优势
与传统的直燃式热氧化炉相比,蓄热式燃烧具有热效率高、运行成本低、能处理大风量低浓度废气等优势。浓度稍高时,还可进行二次余热回收,大大降低生产运营成本。
(3)技术特点
蓄热式燃烧设备目前已发展较为成熟,可采用全自动化控制。陶瓷蜂窝体作为换热材料,与传统高温裂解炉配用金属换热器相比,热回收效率显著提高。陶瓷蜂窝体耐温性好,在1000℃的工作状态下不变质,不粉化。针对某些制药车间有不同的防爆等级,在设计时,需要充分考虑消防和防爆等安全因素。
当废气中VOCs浓度≥4g/m3时,基本上不再需要添加辅助燃料,此时设备可以维持自持燃烧。
(4)案例
某制药车间有机废气排放量7000Nm3/h,采用间歇工作制:每天工作8小时,废气温度50℃,有机废气浓度6g/m3,主要污染成分为:丙酮、甲醛、正丙醇、异丙醇、甲苯、正己烷、三氯甲烷(氯仿)。采用RTO燃烧设备,污染物去除率达99%。有机物在高温有氧环境中(850℃以上)被迅速氧化成水、二氧化碳等小分子物质,实现有机尾气的净化处理。同时产生的热量被装置中的蓄热体吸收,保证了出风温度在60℃左右,大大节约了运行过程中的能量消耗,在进气污染物浓度高的前提下,整个系统的热量可实现自给自足。
2.2.3蓄热式催化焚烧法
(1)技术原理
蓄热式催化燃烧技术(RegenerativeCatalyticOxidizer,简写为RCO),是在催化燃烧技术的基础上增加了一套热能存在与再利用装置——蜂窝状陶瓷蓄热体。废气通过换向阀被送到加热室,使气体达到燃烧反应起燃温度,再通过催化室的作用,使有机废气彻底分解成二氧化碳和水。燃烧后的废气通过蓄热体,热量被留在蓄热体中,用于预热新进废气。若此热量达不到反应起燃温度,加热系统通过自控系统实现补偿加热。催化剂的作用是降低反应的活化能,同时使反应物分子富集于催化剂表面,以提高反应速率。原理如图2.
(2)技术优势
无火焰,安全性好,要求的燃烧温度低,辅助燃料费用较其他燃烧方式为最低,二次污染物NOx生成量少,燃烧设备体积小。蓄热体材料热能回收率高。
(3)技术特点
该设备操作方便,可以实现全自动控制,安全可靠。设备启动到起燃时间短,能耗低。目前常使用贵金属铂、钯浸渍的蜂窝状陶瓷载体作为催化剂,比表面积大,阻力小,净化效率高。催化剂一般两年更换,并且载体可再生。
但是值得注意,蓄热式催化燃烧一般不能用于处理含有硫、氯和硅等容易使催化剂中毒而失效的废气。另外催化剂一般具有较强的选择性,如果待处理物中含有多种VOCs,那么将增大催化剂选择的困难度。
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