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RTO法与催化燃烧法处理有机废气对比综述

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时间:2024-04-22 14:22:09

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  我国的《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)规定了33种挥发性有机物的排放标准,将大部分的其他挥发性有机物按非甲烷类烃来处理,并规定了统一的排放标准(H1w东莞伏嘉环境

  一、RTO法与催化燃烧法工艺原理H1w东莞伏嘉环境

  1.1催化燃烧工艺原理:H1w东莞伏嘉环境

  催化燃烧法是一种高效清洁燃烧技术,主要利用催化剂使有机废气在较低的温度条件下充分燃烧。高效催化剂是催化燃烧技术的关键核心,在催化剂的作用下,使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成H2O和CO2,达到彻底治理的目的。是典型的气固相催化反应,其实质是活性氧参与的深度氧化作用。H1w东莞伏嘉环境

  1.21RTO工艺原理:H1w东莞伏嘉环境

  RTO工艺原理:是把有机废气加热到760℃以上,通过控制温度、停留时间、湍流系数和氧气量,将有机废气中的VOCs氧化生成CO2和H2O,从而净化有机废气,并回收分解时所释出的热量,以达到环保节能的双重目的,是一种用于处理高、中浓度挥发性有机废气的节能型环保装置。H1w东莞伏嘉环境

  二、两种工艺的对比综述H1w东莞伏嘉环境

  本文以某石化公司投用的两种工艺为例进行对比:H1w东莞伏嘉环境

  2.1规模投资对比H1w东莞伏嘉环境

  催化燃烧系统是某石化公司年炼油项目配套污水处理场内环保辅助设施之一,采用“强化脱硫-脱硫及总烃浓度均化-催化燃烧”处理技术,对污水处理场的罐中罐、事故水罐、隔油池和气浮池等的散发的挥发性有机废气进行集中处理达标排放,催化燃烧系统设计处理量5000Nm3/h。总投资约:2000万元。H1w东莞伏嘉环境

  RTO是某石化公司对污水处理场高浓度有机废气进行处理,采用上海某科技股份有限公司提供的“碱洗+安全型蓄热式焚烧(GRTO)”组合工艺,设计处理能力为40000Nm3/h。总投资约2900万元。H1w东莞伏嘉环境

  因两套装置处理能力不同,若结合污水处理场有机废气量大,浓度高,成分复杂的特点,选用RTO处理污水处理场的有机废气更适合。H1w东莞伏嘉环境

  2.2适应性、操作灵活性性对比H1w东莞伏嘉环境

  催化燃烧只能对污水处理场的罐中罐、事故水罐、隔油池和气浮池等的散发的挥发性有机废气进行集中处理,需要与生物除臭装置配合使用;RCO冷启动快、成本低,适用于间歇性的生产工况有机废气处理。废气中不能有S、P、As、卤素等使催化剂中毒的成份,催化燃烧处理有机废气若含颗粒性,腐蚀性有机废气需设预处理步骤,否则将影响催化剂的效果,在处理VOCs方面RCO不如RTO应用广泛。H1w东莞伏嘉环境

  RTO则可以实现对污水处理全场高、中浓度有机废气进行处理,通过对原有的有机废气收集系统、废气处理系统进行改造,完善污水处理场废气“分质收集、分质处理”。RTO适用于连续性排放高、中浓度的生产工艺有机废气处理,对有机废气中含有少量粉尘等固体颗粒物不敏感,对于生产工艺中挥发的所有VOCs废气都可有效处理。H1w东莞伏嘉环境

  操作方面:催化燃烧入口总烃浓度波动大,通过设定反应器入口温度的方式,实现电加热器做功,进行催化氧化反应,相对于操作较为频繁,为防止反应器出口温度飞温,需手动多频次输入,手动控制较多。H1w东莞伏嘉环境

  RTO则实现自动化PID调节,废气首先进入废气混合器,混合后的废气管道设置有机废气三取二LEL 分析仪检测后,若超出设定值,则实现PID在线控制新鲜空气阀开度来调节LEL浓度,废气经RTO 风机送入三室蓄热式焚烧炉单元内燃烧处理,燃烧器系统根据炉膛温度PID调节燃料气量与助燃风量配比,实现自动化控制。操作较为简单。H1w东莞伏嘉环境

  2.3安全性对比H1w东莞伏嘉环境

  RCO可以使用电加热器加热,不产生明火,运行温度低。而RTO使用燃烧器燃烧燃料气进行控制温度,从而产生明火,运行温度高,所以联锁逻辑保护相对于较为全面。H1w东莞伏嘉环境

  2.4指标先进性对比H1w东莞伏嘉环境

  综合考虑两套装置在运行期间外排VOCs指标,对比催化燃烧与RTO运行期间尾气排放的各项指标,如图3.1所示,对比过后,RTO运行期间的VOCs在线外排要好于催化燃烧运行期间。H1w东莞伏嘉环境

  图3.1VOCs排放指标对比H1w东莞伏嘉环境

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  2.5能耗对比H1w东莞伏嘉环境

  催化燃烧及生物除臭正常运行期间,需运行1台催化燃烧风机,1台电加热器,5台生物除臭循环泵,及1台外排烟囱引风机,正常工况下的功率为304.7kw,目前催化燃烧停运,为保证生物除臭填料维持生物活性,生物除臭循环泵连续运行,除臭系统目前总功率为277.2kw。RTO正常运行为1台引风机,2台RTO风机,2台助燃风机运行,试运行期间的功率为258.5kw,后经改造RTO更换助燃风机后功率为265.5kw,总计降低了20.5kw,在电能消耗方面降低了运行成本。如图5.3.1所示H1w东莞伏嘉环境

  图5.3.1H1w东莞伏嘉环境

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  2.6碳排放方面H1w东莞伏嘉环境

  具体一台RTO一年消耗多少天然气,这和VOCs排放特性、RTO设计有直接关系,比如废气浓度高,24小时连续运行的RTO而言,若设计使用得当,则几乎不需要过多的天然气助燃,甚至还能回收余热进行利用。H1w东莞伏嘉环境

  采用催化燃烧方式处理VOCs,VOCs被氧化的最终产物也是CO2,同样有碳排放。H1w东莞伏嘉环境

  在碳排放比较中,处理同量废气,催化燃烧只排放出废气中原有的碳,而RTO额外增加了燃料气的碳,这是该工艺劣势。H1w东莞伏嘉环境

  那么是不是就不能采用RTO、RCO呢?答案肯定不是,每一种技术都有其适用范围,达标排放是第一位。RTO技术目前来看还是治理VOCs效率最高、最彻底的治理技术。对于某些采用吸附、冷凝、膜分离、生物法等技术无法实现稳定的达标VOCs组分或者难于回收(或回收成本较高)还是要选择燃烧的方式进行治理。H1w东莞伏嘉环境

  三、结论:H1w东莞伏嘉环境

  通过对催化燃烧装置与RTO装置的总体对比,分析催化燃烧与RTO的优劣,可以得出得出RTO优于COH1w东莞伏嘉环境

  1、RTO装置在处理有机废气的浓度和处理能力方面明显高于催化燃烧装置。H1w东莞伏嘉环境

  2、在操作上,RTO装置的自动化程度明显高于催化燃烧装置,工作时全自动控制,减少了人工操作,提高了准确性,提高了工作效率,保证了装置的生产流程稳定。H1w东莞伏嘉环境

  3、在能耗上,RTO装置降低了电能消耗,实现了降本增效,正常运行时,因废气具有浓度,设备在低功率状态下运行,采用蓄热载体进行换热,加热速度快,低温换热效率高,排烟温度低,节能效果显著;较高的热回收率使补充燃料的量显著减少,大大降低生产运行费用。H1w东莞伏嘉环境

  4、在线外排上,炉内温度整体逐渐升高且分布均匀,燃烧温度高、速度快、噪声低,烟气在炉内高温停留时间长,有效减少NOx的产生,RTO装置高标准的达标外排,达到了同行业领先水平。H1w东莞伏嘉环境

  5、在安全性能上,RTO装置在高自动化程度的基础上大大的保证了系统运行安全,稳定,处理效率高。H1w东莞伏嘉环境

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