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随着《中华人民共和国大气污染防治法》的出台,工业有机废气(VOCs)治理越来越受到重视。本文将给大家介绍工业有机废气治理所主要使用的几种焚烧工艺。
在正文开始前,大家可以先问一下自己真的了解什么叫VOCs吗?
在我国,VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物,是指常温下饱和蒸汽压大于70 Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物,或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10 Pa具有相应挥发性的全部有机化合物。
常见的焚烧工艺主要包括以下几类:
一、蓄热式热力焚烧炉(Regenerative Thermal Oxidizers,简称RTO)
RTO工作流程图
工作原理:在高温下将废气中的有机物(VOCs)氧化成对应的二氧化碳和水,从而净化废气,并回收废气分解时所释放出来的热量,三室RTO废气分解效率达到99%以上,热回收效率达到95%以上。RTO主体结构由燃烧室、蓄热室和切换阀等组成。
氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温而“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。陶瓷蓄热室应分成两个(含两个)以上,每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫等程序,周而复始,连续工作。蓄热室“放热”后应立即引入适量洁净空气对该蓄热室进行清扫(以保证VOC去除率在98%以上),只有待清扫完成后才能进入“蓄热”程序。否则残留的VOCS随烟气排放到烟囱从而降低处理效率。
二、蓄热式催化氧化焚烧炉(Regenerative Catalytic Oxidation,简称RCO)
RCO工作流程图
工作原理:排放自工艺含VOCs的废气进入双槽RCO,三向切换风阀将此废气导入RCO的蓄热槽而预热此废气,含污染的废气被蓄热陶块渐渐地加热后进入催化床,VOCs在经催化剂分解被氧化而放出热能于第二蓄热槽中之陶块,用以减少辅助燃料的消耗。陶块被加热,燃烧氧化后的干净气体逐渐降低温度,因此出口温度略高于RCO入口温度。三向切换风阀切换改变RCO出口/入口温度。如果VOCs浓度够高,所放出的热能足够时,RCO即不需燃料。例如RCO热回收效率为95%时,RCO出口仅较入口温度高25℃而已。
三、催化氧化炉(CatalyticOxidizer)
CO工作流程图
工作原理:催化剂焚烧炉的设计是依废气风量,VOCs浓度及所需知破坏去除效率而定。操作时含VOCs的废气用系统风机导入系统内的换热器,废气经由换热器管侧而被加热后,再通过燃烧器,这时废气已被加热至催化分解温度,再通过催化剂床,催化分解会释放热能,而VOCs被分解为二氧化碳及水气。之后此一热且经净化气体进入换热器之壳侧将管侧未经处理的VOC废气加热,此换热器会减少能源的消耗,最后,净化后的气体从烟囱排到大气中。
四、直接热力焚烧炉(DirectFiredThermalOxidizer,简称DFTO)
DFTO工作流程图
工作原理:直接燃烧式焚烧炉,将废气、废液焚烧直接通入炉膛内进行彻底焚烧,燃烧温度控制在1000~1150℃左右,最高不能超过1200℃,最低不能低于900℃。焚烧后烟气温度可通过余热锅炉进行再利用产生蒸汽,烟气温度经过再利用后温度从1100℃降到300℃左右,最低不能低于280℃。废气进口温度通常为常温,经过焚烧余热利用后温度300℃,即废气温升约280℃左右。焚烧炉内氧含量控制范围10%~16%。对进入焚烧炉的废气浓度理论上没有限制,而且浓度越高越经济,但要保证输送过程安全。因为燃烧焚烧高,故焚烧效率比RTO更高,但是运行费用和投资成本也更高。
最后给大家简单的对比一下以上几种工艺的优缺点,如下表:
直接燃烧法 | 蓄热燃烧法 | 催化燃烧法 | |
工作温度 | 600~800℃ | 600~800℃ | 200~320℃ |
燃烧状态 | 在高温火焰下燃烧 | 高温无火焰燃烧 | 无火焰燃烧 |
优点 | 1.灰尘影响少 2、操作简单 | 1.燃料费低 2.无二次污染 | 1.燃料费低 2.无二次污染 |
缺点 | 1、燃料费用高 2、有二次污染 3、需要高温耐火结构 | 1、对蓄热体堵塞或腐蚀应充分注意 2、需要有前处理工序 3、投资成本大 | 1、对催化剂中毒应充分注意 2、需要有前处理工序 3、投资成本大 |