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工業(yè)VOCs廢氣治理中熱分解工藝的選擇二

來源: 時(shí)間:2020-06-05 11:02:55 瀏覽次數(shù):

2 RTO與CO在處理中高濃度廢氣中各方面的異同現(xiàn)就廢氣適用種類、廢氣濃度、廢氣流量、輔助能源、儀表自控、安全風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)、動力負(fù)荷、主設(shè)備投資、運(yùn)行成本等方面進(jìn)行比較。

2.1廢氣適用種類

兩種工藝都可以用于處理烷烴、芳香烴、酮、醇、酯、醚、部分含氮化合物等有機(jī)廢氣。含硫磷類廢氣會使催化劑中毒,不適合用CO處理,而如果忽略含硫磷廢氣燃燒時(shí)對設(shè)備儀表的少量腐蝕,可以限制性的使用RTO處理。由于處理溫度均<1150℃,兩種工藝都不能用于處理含鹵代烴廢氣以避免產(chǎn)生二噁英。部分類似硅烷類的廢氣因?yàn)槿紵笊傻墓腆w塵灰會堵塞催化劑或蓄熱陶瓷或切換閥密封面,所以RTO和CO都不能使用。含漆霧粉塵類廢氣要預(yù)過濾以避免切換閥關(guān)不緊、蓄熱體阻塞等現(xiàn)象,RTO的預(yù)處理要過濾到至少F6級;而CO處理廢氣主流通道上無切換閥,加上可以采用讓廢氣流速較高粉塵不易結(jié)存、定期給整個(gè)系統(tǒng)升溫回火將粉塵剝離分解等方法,因此CO的預(yù)處理只需簡單過濾到G4級。此外,因?yàn)楹鬃跃塾袡C(jī)物(如丁二烯、丙烯酸酯等)廢氣會影響到切換閥的有效開閉,同時(shí)也可能在位于廢氣進(jìn)口處的蓄熱體上低溫沉積,使用RTO處理該類廢氣時(shí)會有安全隱患,而CO則不受影響。

2.2廢氣濃度

以CO處理室溫20℃的甲苯廢氣為例,為避免催化氧化處理后排放氣“白煙”和冷凝濕氣對設(shè)備的腐蝕等情況,排放氣溫度一般取>105℃,再考慮到換熱效率則常溫廢氣進(jìn)出裝置后的實(shí)際溫升應(yīng)>100℃。如果催化燃燒起始溫度為250℃,那么廢氣催化氧化后的溫度為350℃,則對應(yīng)廢氣初始濃度約為3130mg/m3時(shí)可維持系統(tǒng)熱量平衡而不用額外能源。若廢氣濃度進(jìn)一步升高到25%LEL,廢氣氧化后溫度可達(dá)587℃,此時(shí)催化劑易流失且設(shè)備材質(zhì)要求耐熱鋼,因此除非在催化劑層間安裝換熱管系統(tǒng)及時(shí)移走熱量,否則CO處理甲苯廢氣濃度為3130~9390mg/m3。廢氣如果進(jìn)口濃度過高,可進(jìn)風(fēng)稀析,稀析閥與氧化氣溫度連鎖;廢氣進(jìn)口濃度如果為2130~3130mg/m3,可用電或燃?xì)馓嵘龔U氣進(jìn)催化劑層的溫度達(dá)到催化起燃溫度250℃;廢氣進(jìn)口濃度如果<2130mg/m3,可吸附濃縮后再用CO處理脫附出的濃縮氣;如果廢氣初始溫度較高,比如很多烘箱廢氣有80℃,此時(shí)CO能處理的廢氣濃度可以相應(yīng)降低到1560mg/m3。

同樣以RTO處理20℃的甲苯廢氣為例,由于RTO的燃燒爐內(nèi)要有一個(gè)長明火點(diǎn)燃廢氣,而1.672×106kJ的燃燒器長明火消耗約5m3/h的天然氣提供部分熱源,因此系統(tǒng)維持熱量平衡的廢氣進(jìn)口濃度可以到1700~2000mg/m3。如果RTO裝置設(shè)計(jì)從燃燒室引出部分高溫氣體另行降溫后回到燃燒室以避免燃燒溫度>1000℃的工藝,則可以提高RTO處理廢氣的濃度到25%LEL。

2.3廢氣流量

一般單套RTO處理廢氣流量為8000~50000m3/h,處理廢氣流量<5000m3/h時(shí)的RTO裝置投資費(fèi)比不合算,而處理廢氣流量>50000m3/h則很容易出現(xiàn)偏流、局部過熱等現(xiàn)象影響廢氣分解效率。單套CO處理廢氣流量為1000~20000m3/h,廢氣流量再加大,換熱器設(shè)計(jì)困難且催化劑層也會出現(xiàn)明顯偏流局部過熱現(xiàn)象影響廢氣分解效率。

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