热力焚烧炉RTO与催化燃烧CO在处理中高浓度废气中各方面的异同

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热力焚烧炉RTO与催化燃烧CO在处理中高浓度废气中各方面的异同

热力焚烧炉RTO与催化燃烧CO在处理中高浓度废气中各方面的异同
现就废气适用种类、废气浓度、废气流量、辅助能源、仪表自控、安全风险、环保风险、动力负荷、主设备投资、运行成本等方面进行比较。
2.1 废气适用种类
两种工艺都可以用于处理烷烃、芳香烃、酮、醇、酯、醚、部分含氮化合物等有机废气。含硫磷类废气会使催化剂中毒，不适合用CO处理，而如果忽略含硫磷废气燃烧时对设备仪表的少量腐蚀，可以限制性的使用RTO处理。
由于处理温度均＜1150℃，两种工艺都不能用于处理含卤代烃废气以避免产生二噁英。部分类似硅烷类的废气因为燃烧后生成的固体尘灰会堵塞催化剂或蓄热陶瓷或切换阀密封面，所以RTO和CO都不能使用。
含漆雾粉尘类废气要预过滤以避免切换阀关不紧、蓄热体阻塞等现象，RTO的预处理要过滤到至少F6级；而CO处理废气主流通道上无切换阀，加上可以采用让废气流速较高粉尘不易结存、定期给整个系统升温回火将粉尘剥离分解等方法，因此CO的预处理只需简单过滤到G4级。
此外，因为含易自聚有机物(如丁二烯、丙烯酸酯等)废气会影响到切换阀的有效开闭，同时也可能在位于废气进口处的蓄热体上低温沉积，使用RTO处理该类废气时会有安全隐患，而CO则不受影响。
2.2 废气浓度
由于温度的提高会降低有机物爆炸下限浓度，通常要控制废气进口浓度＜25%LEL
以CO处理室温20℃的甲苯废气为例，为避免催化氧化处理后排放气“白烟”和冷凝湿气对设备的腐蚀等情况，排放气温度一般取＞105℃，再考虑到换热效率则常温废气进出装置后的实际温升应＞100℃
如果催化燃烧起始温度为250℃，那么废气催化氧化后的温度为350℃，则对应废气初始浓度约为3130mg/m3时可维持系统热量平衡而不用额外能源。若废气浓度进一步升高到25%LEL，废气氧化后温度可达587℃，此时催化剂易流失且设备材质要求耐热钢，因此除非在催化剂层间安装换热管系统及时移走热量，否则CO处理甲苯废气佳浓度为3130～9390mg/m3。
废气如果进口浓度过高，可进风稀析，稀析阀与氧化气温度连锁；废气进口浓度如果为2130～3130mg/m3，可用电或燃气提升废气进催化剂层的温度达到催化起燃温度250℃；废气进口浓度如果＜2130mg/m3，可吸附浓缩后再用CO处理脱附出的浓缩气；如果废气初始温度较高，比如很多烘箱废气有80℃，此时CO能处理的废气浓度可以相应降低到1560mg/m3。
同样以RTO处理20℃的甲苯废气为例，由于RTO的燃烧炉内要有一个长明火点燃废气，而1.672×106kJ的燃烧器长明火消耗约5m3/h的天然气提供部分热源，因此系统维持热量平衡的废气进口浓度低可以到1700～2000mg/m3。如果RTO装置设计从燃烧室引出部分高温气体另行降温后回到燃烧室以避免燃烧温度＞1000℃的工艺，则可以提高RTO处理废气的高浓度到25%LEL。