1蓄熱式熱力氧化技術(shù)(RTO)
蓄熱式熱氧化器(RegenerativeThermalOxidizer,簡(jiǎn)稱(chēng)RTO)是一種用于處理中低濃度揮發(fā)性有機廢氣的節能型環(huán)保裝置。適用于大風(fēng)量、低濃度,適用于有機廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間。其操作費用低,有機廢氣濃度在450PPM以上時(shí),RTO裝置不需添加輔助燃料;凈化率高,兩床式RTO凈化率能達到98%以上,三床式RTO凈化率能達到99%以上,并且不產(chǎn)生NOX等二次污染;全自動(dòng)控制、操作簡(jiǎn)單;安全性高。
蓄熱式熱氧化器采用熱氧化法處理中低濃度的有機廢氣,用陶瓷蓄熱床換熱器回收熱量。由陶瓷蓄熱床、自動(dòng)控制閥、燃燒室和控制系統等組成。主要特征是:蓄熱床底部的自動(dòng)控制閥分別與進(jìn)氣總管和排氣總管相連,蓄熱床通過(guò)換向閥交替換向,將由燃燒室出來(lái)的高溫氣體熱量蓄留,并預熱進(jìn)入蓄熱床的有機廢氣,蓄熱床采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;預熱到一定溫度(≥760℃)的有機廢氣在燃燒室燃燒發(fā)生氧化反應,生成二氧化碳和水,得到凈化。典型的兩床式RTO主體結構一個(gè)燃燒室、兩個(gè)陶瓷填料床和四個(gè)切換閥組成(見(jiàn)下圖)。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到最大限度的回收,熱回收率大于95%;處理有機廢氣時(shí)不用或使用很少的燃料。
優(yōu)點(diǎn):在處理大流量低濃度的有機廢氣時(shí),運行成本非常低。
缺點(diǎn):較高的一次性投資,燃燒溫度較高,不適合處理高濃度的有機廢氣,有很多運動(dòng)部件,需要較多的維護工作。
2蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)
蓄熱式催化燃燒裝置(RegenerativeCatalyticOxidizer簡(jiǎn)稱(chēng)RCO)直接應用于中高濃度(1000mg/m3—10000mg/m3)的有機廢氣凈化。RCO處理技術(shù)特別適用于熱回收率需求高的場(chǎng)合,也適用于同一生產(chǎn)線(xiàn)上,因產(chǎn)品不同,廢氣成分經(jīng)常發(fā)生變化或廢氣濃度波動(dòng)較大的場(chǎng)合。尤其適用于需要熱能回收的企業(yè)或烘干線(xiàn)廢氣處理,可將能源回收用于烘干線(xiàn),從而達到節約能源的目的。
蓄熱式催化燃燒治理技術(shù)是典型的氣-固相反應,其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化氧化過(guò)程中,催化劑表面的吸附作用使反應物分子富集于催化劑表面,催化劑降低活化能的作用加快了氧化反應的進(jìn)行,提高了氧化反應的速率。在特定催化劑的作用下,有機物在較低的起燃溫度下(250~300℃)發(fā)生無(wú)焰氧化燃燒,氧化分解為CO2和水。并放出大量熱能。
RCO裝置主要由爐體、催化蓄熱體、燃燒系統、自控系統、自動(dòng)閥門(mén)等幾個(gè)系統構成。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,排放的有機尾氣通過(guò)引風(fēng)機進(jìn)入設備的旋轉閥,通過(guò)選轉閥將進(jìn)口氣體和出口氣體完全分開(kāi)。氣體首先通過(guò)陶瓷材料層1預熱后發(fā)生熱量的儲備和熱交換,其溫度幾乎達到催化層進(jìn)行催化氧化所設定的溫度,這時(shí)其中部分污染物氧化分解;廢氣繼續通過(guò)加熱區(可采用電加熱方式或天然氣加熱方式)升溫,并維持在設定溫度;其再進(jìn)入催化層完成催化氧化反應,即反應生成CO2和H2O,并釋放大量的熱量,以達到預期的處理效果。經(jīng)催化氧化后的氣體進(jìn)入陶瓷材料層2,回收熱能后通過(guò)旋轉閥排放到大氣中,凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統連續運轉、自動(dòng)切換。通過(guò)旋轉閥工作,所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環(huán)步驟,熱量得以回收。
優(yōu)點(diǎn):工藝流程簡(jiǎn)單、設備緊湊、運行可靠;凈化效率高,一般均可達98%以上;與RTO相比燃燒溫度低;一次性投資低,運行費用低,其熱回收效率一般均可達85%以上;整個(gè)過(guò)程無(wú)廢水產(chǎn)生,凈化過(guò)程不產(chǎn)生NOX等二次污染;RCO凈化設備可與烘房配套使用,凈化后的氣體可直接回用到烘房利用,達到節能減排的目的;
缺點(diǎn):催化燃燒裝置僅適用含低沸點(diǎn)有機成分、灰分含量低的有機廢氣的處理,對含油煙等粘性物質(zhì)的廢氣處理則不宜采用,催化劑宜中毒;處理有機廢氣濃度在20%以下。
3TNV回收式熱力焚燒系統
回收式熱力焚燒系統(德語(yǔ)ThermischeNachverbrennung簡(jiǎn)稱(chēng)TNV)是利用燃氣或燃油直接燃燒加熱含有機溶劑的廢氣,在高溫作用下,有機溶劑分子被氧化分解為CO2和水,產(chǎn)生的高溫煙氣通過(guò)配套的多級換熱裝置加熱生產(chǎn)過(guò)程需要的空氣或熱水,充分回收利用氧化分解有機廢氣時(shí)產(chǎn)生的熱能,降低整個(gè)系統的能耗。因此,TNV系統是生產(chǎn)過(guò)程需要大量熱量時(shí),處理含有機溶劑廢氣高效、理想的處理方式,對于新建涂裝生產(chǎn)線(xiàn),一般采用TNV回收式熱力焚燒系統。
TNV系統由三大部分組成:廢氣預熱及焚燒系統、循環(huán)風(fēng)供熱系統、新風(fēng)換熱系統。該系統中的廢氣焚燒集中供熱裝置是TNV的核心部分,它由爐體、燃燒室、換熱器、燃燒機及主煙道調節閥等組成。其工作過(guò)程為:用一臺高壓頭風(fēng)機將有機廢氣從烘干室內抽出,經(jīng)過(guò)廢氣焚燒集中供熱裝置的內置換熱器預熱后,到達燃燒室內,然后再通過(guò)燃燒機加熱,在高溫下(750℃左右)將有機廢氣進(jìn)行氧化分解,分解后的有機廢氣變成CO2和水。產(chǎn)生的高溫煙氣通過(guò)爐內的換熱器和主煙氣管道排出,排出的煙氣對烘干室的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行加熱,為烘干室提供所需的熱量。在系統末端設置新風(fēng)換熱裝置,將系統余熱進(jìn)行最后回收,將烘干室補充的新風(fēng)用煙氣加熱后送入烘干室。另外,在主煙氣管道上還設置有電動(dòng)調節閥,用于調節裝置出口的煙氣溫度,最終排放的煙氣溫度可以控制在160℃左右。
廢氣焚燒集中供熱裝置的特點(diǎn)包括:有機廢氣在燃燒室的逗留時(shí)間為1~2s;有機廢氣分解率大于99%;熱回收率可達76%;燃燒器輸出的調節比可達26∶1,最高可達40∶1。
缺點(diǎn):在處理低濃度有機廢氣時(shí),運行成本較高;管式熱交換器只是在連續運行時(shí),才有較長(cháng)的壽命。