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      行業新聞

      RTO和RCO性能比較

      一、介紹

      RTO是把有機廢氣加熱到760攝氏度以上,使廢氣中的VOCs氧化分解成二氧化碳和水。氧化產生的高溫氣體流經特制的陶瓷蓄熱體,使陶瓷體升溫而“蓄熱”,此“蓄熱”用于預熱后續進入的有機廢氣,從而節省廢氣升溫的燃料消耗。陶瓷蓄熱體應分成三個(含三個)以上的區或室,每個蓄熱室依次經歷蓄熱-放熱-清掃等程序,周而復始,連續工作。蓄熱室“放熱”后應立即引入部分已處理合格的潔凈排氣對該蓄熱室進行清掃(以保證VOC去除率在99%以上),只有待清掃完成后才能進入“蓄熱”程序。RTO蓄熱式廢氣處理設備,它的特點是:運行費用省,有機廢氣的處理效率高的優點,適應廢氣濃度1000~10000mg/m3 ,分解效率:99%--99.5%。是目前最為經濟可靠的達到50mg/m3嚴格的排放標準的VOCs治理技術,得到了廣泛的應用。?

      RCO,是指蓄熱式催化燃燒法,英文名為“Regenerative?Catalytic?Oxidation?Oxidition”。RCO蓄熱式催化燃燒法作用原理是:結合蓄熱式氧化及觸媒氧化,在陶瓷蓄熱體上部填充催化劑,借助催化劑使有機廢氣在相對較低的起燃溫度(280-500℃)下氧化分解成CO2和H2O,氧化產生的高溫氣體流經另一個蓄熱室繼續催化氧化反應放熱,使陶瓷體升溫而“蓄熱”,此蓄熱用于預熱后續進入的有機廢氣。

      RCO裝置與RTO裝置相類似,采用床式和旋轉式設計,蓄熱室底部填充陶瓷蓄熱體,催化劑填充在陶瓷蓄熱體與氧化室之間。

      二、性能對比

      以30000m3/h處理風量的RTO和RCO為例,在同等生產工藝條件下,對比RTO和RCO在達標性、節能性、經濟性、適用性等4個方面的性能。具體情況如下:

      表1  RTO與RCO性能對比表(處理風量30000m3/h)

      性能

      指標

      RTO

      RCO

      備注

      達標性

      總凈化效率

      99.5%

      97%


      最高處理濃度范圍

      ﹤10g

      ﹤1.67g

      50mg/m3排放標準

      節能性

      進出口溫差

      20℃

      20℃


      熱效率

      97%

      95%


      開機升溫時間

      1.5h

      0.7h

      冷爐啟動

      經濟性

      蓄熱陶瓷填充量

      16m3

      8m3


      催化劑填充量

      /

      2.7m3


      重量

      57t

      52t


      設備投資

      100%

      120%

      以RTO為基準

      維護成本


      適用性

      生產工況

      連續性

      間歇性


      有機廢氣適用性

      通用性

      選擇性


       1.達標性

      目前,可滿足達標排放的RTO是具有3個以上的蓄熱室,即常見的三床RTO和旋轉式RTO(12室)。三床式RTO在閥門切換時有極短的廢氣進氣和出氣直接短路的過程,造成少量廢氣與凈化氣一同排出,凈化氣的濃度會出現短暫的波峰現象。

      旋轉式RTO氣體是通過旋轉配氣閥平穩過渡切換的,無廢氣進氣和出氣直接短路的現象,凈化過程連續,沒有切換峰值問題,實現了穩定高標準達標,凈化效率高達99.5%。

      RCO是在RTO的基礎上發展而來,RCO設備是以RTO的構造作為基礎,在氧化爐中增加了一層特殊的催化劑材料,在催化劑的催化氧化作用下,提高廢氣處理的反應速率,降低反應溫度。采用床式或旋轉式設計,蓄熱室底部填充陶瓷蓄熱體,催化劑填充在陶瓷蓄熱體與氧化室之間。

      目前常用為陶瓷蜂窩為載體的貴金屬蜂窩催化劑,貴金Pd、Pt為活性組分。

      1、由于生產原料油墨/油漆中的有機成分較復雜,常規只能統計出主要的溶劑成分,催化劑對廢氣成分具有選擇性,不能確保所有成分能夠徹底氧化分解。

      2、工藝廢氣進入RCO前的過濾裝置對于直徑低于0.5μm的粉塵得不到有效去除,微量的粉塵進入催化劑中會影響其活性,降低催化氧化效果。

      3、RCO催化劑之間的縫隙會影響工藝廢氣與催化劑的充分接觸。

      4、對鹵素有機物在含N,P,S等元素時,會發生氧化使催化劑失活。RCO處理有機廢氣的綜合凈化效率最高97%。

      在保證非甲烷總烴排放濃度低于50mg/m3條件下,RCO和RTO最高處理廢氣濃度分別為1.67g/m3和10g/m3。RCO對于濃度高于1.67g/m3的廢氣處理不能達標排放。

      2.節能性

      (1)熱效率

      熱效率是指,實際利用的熱量與理論可利用總熱量之比(見公式1-1)。RTO爐體的表面熱量損失和余熱回用能力是影響其熱效率的兩個重要因素。經測試, RTO熱效率為97%,RCO熱效率為95%。

      1652320009117293.png(公式1-1)

      公式中:T——燃燒室溫度(爐體表面熱損失越小越接近理論燃燒值),℃;

      ti——廢氣進入口溫度,℃;

      t0——凈化氣出口溫度,℃。

      例1.廢氣溫度30℃,RTO氧化室溫度800℃,進出口溫差20℃,出口溫度50℃;1652320421173389.png=(800-50)/(800-30)=97.4%。

      2.廢氣溫度30℃,RCO氧化室溫度450℃,進出口溫差20℃,出口溫度50℃;1652320478585262.png=(450-50)/(450-30)=95.2%。

      RTO和RCO進出口溫差相同,因進出口溫差損失的熱量需能源或廢氣氧化釋放的熱量補充,即在相同風量下,RTO和RCO自運行所需的廢氣濃度基本一樣。

      (2)開機升溫時間

      RTO蓄熱磚填充量為16m3,在冷爐啟動工況下,旋轉式RTO開機升溫至800℃時間為1.5h。RCO蓄熱磚填充量為8m3,另陶瓷載體的催化劑為2.7m3,在正常啟動工況下, 陶瓷填充量較少的RCO開機升溫至400℃時間為0.7h。在冷啟動階段RCO消耗的熱量較少。

      在設備關機后,關閉所有閥門,12小時后RTO爐內溫度仍可維持在400℃以上,再次點火開機,0.6h即可使爐內溫度達到800℃,節約啟爐能耗。與RCO啟爐的升溫時間基本相同。

      3.經濟性

      從設備制造的經濟性能來看,RTO和RCO蓄熱陶瓷填充量分別為16m3和8m3,但RCO還需填充2.7m3的催化劑(催化劑的空速按15000 h-1選擇,催化劑用量△=(風量÷空速)×12/10=2.4,考慮催化劑的實際填充情況,實際需要填充的催化劑在2.7m3)。普通品牌的貴金屬催化劑的價格約17萬元/m3;RCO與RTO的整體結構和其他配置基本相同,即RCO設備的投資約是RTO設備的1.2倍。

      RCO催化劑的使用壽命為8000-10000小時,如生產工況為24h,280天/年,即催化劑的壽命約1.5年,陶瓷蓄熱體的壽命在約8年。RTO因更換陶瓷蓄熱體的維護費用約2.4萬元/年,RCO因更換催化劑和陶瓷蓄熱體需要的維護費用約31.8萬元/年,RCO其他部件的維護和RTO相同。

      4.適用性

        RTO啟動燜爐程序后停機12小時,爐膛仍可維持400℃以上的高溫狀態,再啟動只需0.6小時,可降低啟動的能耗。適用于連續性較高的生產工藝廢氣處理,對于生產工藝中揮發的有機廢氣都可有效處理,含S、CL等腐蝕性的廢氣在RTO制造上需采取特殊防腐蝕材料。

        RCO啟動相對較快,但催化劑的使用壽命較短,維護費用較高,適用于間歇性的生產工況廢氣處理。廢氣中需無S、P、AS、鹵素等使催化劑中毒的成份,且對于廢氣中的微量粉塵需深度過濾,以免影響催化劑的效果。

       

       


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