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聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來(lái)自 環(huán)保在線rto和rco的區(qū)別 RTO RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄熱室氧化器）原理是把有機(jī)廢氣加熱到760℃以上使廢氣中的VOC氧化分解成CO2和H2O。氧化產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)特制的陶瓷蓄熱體，使陶瓷體
RTO
RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄熱室氧化器）原理是把有機(jī)廢氣加熱到760℃以上使廢氣中的VOC氧化分解成CO2和H2O。氧化產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)特制的陶瓷蓄熱體，使陶瓷體升溫而“蓄熱”，此蓄熱用于預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣，從而節(jié)省廢氣升溫的燃料消耗。RTO技術(shù)適用于處理中低濃度（100-3500mg/m3）廢氣，分解效率為95%-99%。
RCO
RCO（Regenerative Catalytic Oxidation）原理是：步是催化劑對(duì)VOC分子的吸附，提高了反應(yīng)物的濃度；第二步是催化氧化階段降低反應(yīng)的活化能，提高了反應(yīng)速率。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下，發(fā)生無(wú)氧燃燒，分解成CO2和H2O放出大量的熱，與直接燃燒相比，具有起燃溫度低，能耗小的特點(diǎn)，某些情況下達(dá)到起燃溫度后無(wú)需外界供熱，反應(yīng)溫度在250-400℃。
2RTO和RCO性能區(qū)別
達(dá)標(biāo)性
RCO常用為堇青石陶瓷蜂窩為載體的貴金屬蜂窩催化劑，貴金屬鈀Pd、鉑Pt為活性成分。由于催化劑對(duì)廢氣成分具有選擇性，而化工生產(chǎn)采用多種成分溶劑混合使用，因此任何一種催化劑都不能確保所有成分VOC都能夠*氧化分解。
RCO處理VOC有機(jī)廢氣的綜合凈化高97%，在保證非甲烷總烴排放濃度低于50mg/m3條件下，RCO對(duì)于濃度高于1.67g/m3的廢氣處理不能達(dá)標(biāo)排放。
節(jié)能性
熱效率是指，實(shí)際利用的熱量與理論可利用總熱量之比。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(gè)重要因素。經(jīng)測(cè)試，RTO熱效率約為97%，RCO熱效率為95%。
測(cè)試中RTO蓄熱磚填充量為16 m3，在冷爐啟動(dòng)工況下，RTO開機(jī)升溫至800℃時(shí)間為1.5h。RCO蓄熱磚填充量為8 m3，另陶瓷載體的催化劑為2.5 m3，在正常啟動(dòng)工況下， 陶瓷填充量較少的RCO開機(jī)升溫至400℃時(shí)間為0.7h。在冷啟動(dòng)階段RCO消耗的熱量較少。
經(jīng)濟(jì)性
從設(shè)備制造的經(jīng)濟(jì)性能來(lái)看，RTO和RCO蓄熱陶瓷填充量分別為16 m3和8 m3，但RCO還需填充2.7 m3的催化劑（催化劑的空速按15000 h-1選擇，催化劑用量△=（風(fēng)量÷空速）×10/12=2.4，考慮催化劑的實(shí)際填充情況，實(shí)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(jià)格約17 萬(wàn)元/m3；RCO與RTO的整體結(jié)構(gòu)和其他配置基本相同，即RCO設(shè)備的投資約是RTO設(shè)備的1.2倍。
RCO催化劑的使用壽命為8000-10000小時(shí)，如生產(chǎn)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(hù)費(fèi)用約2.4萬(wàn)元/年，RCO因更換催化劑和陶瓷蓄熱體需要的維護(hù)費(fèi)用約31.8萬(wàn)元/年，RCO其他部件的維護(hù)和RTO相同。
適用性
RTO適用于連續(xù)性排放濃度較高的生產(chǎn)工藝廢氣處理，對(duì)于生產(chǎn)工藝中揮發(fā)的所有VOCs廢氣都可有效處理。
RCO冷啟動(dòng)快、成本低，適用于間歇性的生產(chǎn)工況廢氣處理。廢氣中不能有S、P、AS、鹵素等使催化劑中毒的成份，且對(duì)于廢氣中的微量粉塵需深度過(guò)濾，否則將影響催化劑的效果；含S、CL等腐蝕性的廢氣在RTO、RCO中都不能處理。
采用傳統(tǒng)VOCs蓄熱催化燃燒裝置可以實(shí)現(xiàn)蓄換熱、VOCs催化燃燒的目的,但該裝備存在著不能*連續(xù)化、電控要求高、制造成本高、占地面積大等缺點(diǎn)。為解決上述問(wèn)題,研制出連續(xù)式催化燃燒裝備。本文先對(duì)裝備背景進(jìn)行講述,重點(diǎn)討論連續(xù)催化燃燒裝備原理、結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)技術(shù)。
1 改進(jìn)VOCs 催化燃燒裝備的原因
揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds， 簡(jiǎn)稱VOCs），是國(guó)家大氣污染控制的重要對(duì)象，近幾年針對(duì)VOCs 排放出臺(tái)多項(xiàng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)工業(yè)VOCs凈化行業(yè)目前處于漸熱狀態(tài)，在有機(jī)揮發(fā)性廢氣催化燃燒裝備中，多數(shù)環(huán)保企業(yè)采用蓄熱式催化燃燒裝置，該技術(shù)方法采取兩室、三室及以上的蓄熱催化燃燒器，使VOCs 氣體發(fā)生催化氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量存儲(chǔ)于蓄熱載體中，通過(guò)頻繁切換閥體（切變氣體流動(dòng)管路），達(dá)到冷、熱流體熱量交換的目的。
蓄熱式催化燃燒裝備可以實(shí)現(xiàn)自給供熱，具有比較好的應(yīng)用效果。然而，裝備本身存在著運(yùn)行操作不能*連續(xù)化、設(shè)備制造成本較高、裝備使用時(shí)占用體積較大、安裝調(diào)試中對(duì)電氣控制要求較高等缺點(diǎn)，對(duì)此，需要設(shè)計(jì)一種操作簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化運(yùn)作、高效低成本的一體化VOCs 廢氣凈化裝備。
2 改進(jìn)后的VOCs 連續(xù)催化燃燒裝備
本公司結(jié)合生產(chǎn)、施工的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)過(guò)程裝備進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的裝備簡(jiǎn)圖如圖1 所示。結(jié)構(gòu)中包括以下幾個(gè)部分：①有機(jī)廢氣進(jìn)口管、出口管；②廢氣進(jìn)口濃度檢測(cè)控制器、催化劑床層進(jìn)口溫度檢測(cè)控制器；③廢氣換熱器、電加熱棒、處理器上蓋板、氣流隔板；④催化劑床層、催化劑支撐板。
改進(jìn)后的催化燃燒器可以進(jìn)行連續(xù)化操作，有機(jī)廢氣進(jìn)（冷氣）和出口（熱氣）均經(jīng)過(guò)廢氣換熱器的進(jìn)出端，冷側(cè)流體與熱側(cè)流體在換熱器中進(jìn)行連續(xù)熱交換，利用熱量傳遞性質(zhì)，熱流體的熱量經(jīng)過(guò)壁傳熱、對(duì)流傳熱過(guò)程傳遞至冷流體中；廢氣換熱器的冷側(cè)出口氣，經(jīng)過(guò)電加熱棒區(qū)域，對(duì)含VOCs 廢氣進(jìn)行加熱升溫；經(jīng)加熱的廢氣順著壓力梯度會(huì)越過(guò)氣流隔板進(jìn)入催化劑床層，廢氣在VOCs 催化劑表面發(fā)生催化氧化作用，可以實(shí)現(xiàn)在較低溫度下廢氣催化燃燒，放出氧化反應(yīng)熱。氣流順著催化劑宏觀孔道流動(dòng)，經(jīng)支撐板后進(jìn)入廢氣換熱器，與冷流體間接接觸換熱，從廢氣換熱器的熱側(cè)出口流出，繼而完成最終排放。
3 新型VOCs 連續(xù)催化燃燒裝備技術(shù)淺析
3.1 廢氣熱交換器技術(shù)分析
廢氣熱交換器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是裝置的首要關(guān)鍵點(diǎn)，直接影響著裝備運(yùn)行的穩(wěn)定性和處理效率。在設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試中需要考慮到以下幾個(gè)因素。
?。?）氣體流動(dòng)情況與運(yùn)行成本。氣體流動(dòng)湍流程度越高，換熱效率就越高。湍流程度增加，意味著操作費(fèi)用上也會(huì)隨之增加。在設(shè)計(jì)過(guò)程中既要考慮到運(yùn)行效果，也要考慮設(shè)備制造成本和操作費(fèi)用，因此需要對(duì)換熱器流體狀態(tài)方面進(jìn)行優(yōu)化。
（2）換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與材料的選擇。換熱器管壁兩側(cè)均為氣相流體，前后進(jìn)出口氣量基本接近，根據(jù)換熱器傳熱計(jì)算公式，為了增加熱交換效率，需要提高兩側(cè)氣體的傳熱系數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，在熱交換管內(nèi)外安裝耐溫翅熱片，換熱效果會(huì)明顯增加。另外熱交換進(jìn)出口兩側(cè)分別為高、低溫，氣體溫差較大，對(duì)材料抗熱應(yīng)力性能要求較高，因此生產(chǎn)制造中需要采用抗熱應(yīng)力材料。
（3）換熱器的布置與運(yùn)行的穩(wěn)定性。對(duì)于換熱器的整體布置，一般情況下，立式或者臥式布置。本設(shè)計(jì)中為節(jié)省裝備的占用面積，熱交換器采用相對(duì)水平方向45 度排布。但應(yīng)注意的是，進(jìn)、出氣流會(huì)對(duì)換熱器管壁產(chǎn)生沖卸力，兩種沖卸力對(duì)換熱器共同作用，形成扭矩，極大的影響了換熱器的穩(wěn)定運(yùn)行，因此需要對(duì)換熱器四角和側(cè)壁進(jìn)行牢固焊接。
?。?）密封性。進(jìn)口氣體中含一定濃度的VOCs，出口氣體中基本不含有VOCs，熱交換器不進(jìn)行密封處理，會(huì)出現(xiàn)“串氣”現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備出口氣體不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，將換熱器冷端進(jìn)口處與換熱器氣體進(jìn)口之間、熱端出口與裝備出口之間用金屬直角擋板進(jìn)行密封焊接。
3.2 電加熱器區(qū)域結(jié)構(gòu)技術(shù)分析
電加熱器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)影響后續(xù)的催化燃燒工序，是該裝置設(shè)計(jì)的第二關(guān)鍵點(diǎn)。氣體經(jīng)加熱后進(jìn)入催化劑床層時(shí)，對(duì)氣體流動(dòng)和溫度要求較高，具體如下：其一，氣體溫度需均勻，若溫度存在差異，經(jīng)加熱的氣體進(jìn)入催化床層反應(yīng)后，導(dǎo)致催化床層溫度出現(xiàn)不均勻。催化氧化反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，繼而更容易出現(xiàn)床層溫度超出設(shè)計(jì)溫度的情況，影響催化劑的壽命。其二，氣體流動(dòng)盡量均勻，對(duì)于催化劑，的情況是每個(gè)催化劑活性位都能與VOCs 分子同一停留時(shí)間接觸反應(yīng)。若流動(dòng)狀態(tài)不均勻，VOCs 分子停留時(shí)間上會(huì)出現(xiàn)差異，繼而會(huì)影響到催化劑的使用效率和使用成本。
本方案中加熱區(qū)域位于熱交換器、隔離板之間，形成“梯形”結(jié)構(gòu)，換熱器出口氣流會(huì)與器壁存在碰撞，會(huì)損失部分能量，氣體流動(dòng)也不均勻，對(duì)此保證氣體能夠均通、均勻加熱是設(shè)計(jì)中必須要考慮到的。
為了達(dá)到以上目的，本方案在“梯形”區(qū)域下部加熱區(qū)域要求加熱功率要低并設(shè)置非均一孔金屬網(wǎng)，靠近設(shè)備壁處設(shè)置小孔（孔徑接近整體式催化劑孔徑），目的是增加部分阻力，抵擋住拐角氣流的沖力，均勻氣流。在靠近擋板處網(wǎng)孔設(shè)置大孔，方便氣流的正常通過(guò)。另外在加熱棒之間參插大孔徑的金屬網(wǎng)塊，一方面加熱棒表面會(huì)產(chǎn)生高溫?zé)彷椛?，輻射至金屬網(wǎng)塊表面，加速了金屬網(wǎng)塊的加熱過(guò)程，除此之外，金屬網(wǎng)塊會(huì)進(jìn)行快速熱傳導(dǎo)，擴(kuò)大了加熱范圍，提高了氣- 固傳熱接觸面積。但在實(shí)際制造中還需要對(duì)加熱棒和網(wǎng)塊之間進(jìn)行絕緣處理，或者在加熱棒外部套入隔網(wǎng)，防止觸碰導(dǎo)電。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，在氣量3000m3/h，氣體出口溫度測(cè)量截面點(diǎn)溫度相差5%，整體加熱區(qū)域氣體阻力大約30~50Pa，氣流均勻性較好。
3.3 催化燃燒催化劑技術(shù)分析
對(duì)于氣流在催化劑中的相關(guān)狀態(tài)和要求，在上述（二）中已部分介紹。除前述外，對(duì)催化劑設(shè)計(jì)和改造上還需要考慮以下重要的環(huán)節(jié)。
?。?）處理廢氣量應(yīng)減少。廢氣量增大，若要達(dá)到規(guī)定去除率，在催化劑去除能力不變的情況下，需要增加催化劑的用量，但目前市場(chǎng)來(lái)看，效果較好的催化燃燒催化劑單價(jià)（元/m3）均在十幾萬(wàn)元，會(huì)增加設(shè)備的成本。在實(shí)際操作中，可以先對(duì)廢氣的VOCs 進(jìn)行濃縮預(yù)處理（濃縮操作需要低于爆炸極限），再通過(guò)脫附操作將VOCs 脫附出來(lái)（脫附濃度也需要低于爆炸極限），以降低裝置的使用投資成本和操作。
（2）在催化劑用量計(jì)算上，需要綜合考慮到催化劑的類型、VOCs 的組成、反應(yīng)溫度等因素，不能只參照某一因素考慮。
?。?）催化劑選擇應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)。比如催化劑對(duì)含鹵素氣體要求較高，需優(yōu)先對(duì)該種廢氣進(jìn)行預(yù)處理，然而這樣會(huì)大大增加處理成本，因此要在工藝優(yōu)化、成本綜合計(jì)算之后才能確定催化劑。對(duì)于可能會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒的物質(zhì)，需要對(duì)中毒物質(zhì)進(jìn)行預(yù)先去除。
?。?）催化劑使用過(guò)程中，需要保持表面潔凈，即定期對(duì)催化劑進(jìn)行清洗工作?？梢圆捎脡嚎s空氣、過(guò)熱蒸汽、洗滌劑等方式進(jìn)行清洗。對(duì)于廢氣中含有少量的有機(jī)顆粒，在低于設(shè)計(jì)溫度下運(yùn)行操作時(shí)，不*燃燒易導(dǎo)致催化劑表面結(jié)碳，堵塞催化劑活性位，降低了催化劑使用效率，此時(shí)通入高溫蒸汽可以通過(guò)重整反應(yīng)，去除積碳，可以還原催化劑的活性。
?。?）在催化劑材質(zhì)上，選用導(dǎo)熱性能高的材料，比如整體式催化劑采用鋁金屬基（如圖2 所示），由于鋁金屬材料本身導(dǎo)熱性能高，加熱后的氣體經(jīng)過(guò)金屬催化劑床層，催化劑活性組分可以迅速被起燃，催化效率很高。經(jīng)測(cè)試，在裝置實(shí)際調(diào)試運(yùn)行期間，催化劑被起燃的時(shí)間可以縮短50%~60%（與堇青石整體式蜂窩催化劑進(jìn)行對(duì)比），另外金屬材質(zhì)蓄熱能力低，這樣催化劑出口氣體的溫度會(huì)得到一定的提升，在一定的程度上熱量可以得到更好的回收利用。
?。?）催化劑的裝填也會(huì)對(duì)氣體的流動(dòng)分布和催化劑床層溫度分布產(chǎn)生影響。在裝填中需要考慮到催化劑的密實(shí)性，裝填中要求均勻裝填，緊密一致，無(wú)空隙，催化劑床層邊壁保溫。在整體式催化劑層與層間以及催化劑床層邊緣處可以適當(dāng)?shù)奶砣攵嗫啄透邷鼐d，既可以避免由于層間孔道的錯(cuò)位、邊緣空隙導(dǎo)致的氣流上的不均勻性和壁效應(yīng)導(dǎo)致的氣體溝流、短流等現(xiàn)象，同時(shí)邊壁添入耐高溫綿之后會(huì)對(duì)設(shè)備起到一定的保溫效果。另外整體催化劑裝填前需要檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果上需要符合相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
蜂窩孔道截面形狀、孔徑、孔密度等參數(shù)的設(shè)計(jì)也很重要，這關(guān)系到氣阻，氣流均布性、氣體的停留時(shí)間、轉(zhuǎn)化效率等重要參數(shù)。孔徑選擇越小，氣阻越大，停留時(shí)間越短，轉(zhuǎn)化效率較低，但廢氣處理量大。
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