催化燃烧与RTO在卤素等有机废气治理中的技术分析

枣庄节能监察网讯:催化燃烧分为:蓄热式催化热力氧化RCO(Regeneration Catalytic Oxidizer)和换热式催化热力氧化 CO(Catalytic Oxidizer)。

催化燃烧和蓄热式热力焚烧RTO(Regenerative Thermal Oxidezer)废气治理技术,是目前能够实现VOCs达标排放的成熟技术。

两种技术从去除率、达标能力上来讲是一致的,但毕竟是两种截然不同的技术,在许多方面还是有区别的。下面对两种技术进行比较。

一、催化燃烧技术反应温度低

催化燃烧反应温度一般在250~400℃,热损失小,所需的能耗低;

而RTO反应温度一般在800~1000℃(个别资料提到反应温度760℃,但需增加反应停留时间),热损失大,所需的能耗高。

二、催化燃烧技术不产生NOx

RTO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提升,催化燃烧不会生成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℃时,在空气气氛下,N2和O2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,具体排放要求执行国家或地方的相关排放标准。

基于此,如果采用RTO技术治理VOCs,后续要采取脱硝措施。

三、催化燃烧技术不产生二噁英

1.催化燃烧技术不产生二噁英

催化燃烧技术作为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噁英顾虑重重,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噁英,如果催化剂配伍当中配置分解二噁英催化剂,就更不用担心二噁英问题。

二噁英又称二噁因,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噁英,其化学结构式为:

英文缩写为TCDD

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噁英。

其理由是:

(1)催化氧化的稳定较低,在250-400℃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-Cl结合的活性远大于C-C、C-Cl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O2层。高浓度、贫O2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。

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