催化燃燒技術(shù)（RCO）

催化燃燒技術(shù)（RCO）

催化燃燒是借助催化劑在較低起燃溫度下(200～400℃)，實現(xiàn)對有機物的氧化，因此，能耗少，操作簡便，安全，凈化效率高，在有機廢氣特別是回收價值不大的有機廢氣凈化方面，比如化工，噴漆、絕緣材料、漆包線、涂料生產(chǎn)等行業(yè)應(yīng)用較廣。

催化燃燒原理

借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下，發(fā)生無焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時放出大量熱。

1)起燃溫度低，反應(yīng)速率快，節(jié)省能源。催化燃燒過程中，催化劑起到降低VOCs分子與氧分子反應(yīng)的活化能，改變反應(yīng)途徑的作用。

2)處理效率高，二次污染物和溫室氣體排放量少。采用催化燃燒處理VOCs廢氣凈化率通常在95%以上，終產(chǎn)物主要為CO2和H20。由于催化燃燒溫度低，大量減少NOx的生成。輔助燃料消耗排放的CO2量在總CO2排放量中占很大比例，輔助能源消耗量減少，顯然減少了溫室氣體CO2排放量。

3)適用范圍廣,催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體，適合處理的VOCs濃度范圍廣。對于低濃度、大流量、多組分而無回收價值的VOCs廢氣，采用催化燃燒法處理是經(jīng)濟合理的。

直接燃燒與催化燃燒的區(qū)別

直接燃燒（熱力燃燒）就是把氣體溫度提高到自身可燃燒的溫度，一般需要850℃，類似于垃圾焚燒。催化燃燒就是在催化劑的幫助下，使VOCs的燃燒溫度降低，反應(yīng)可以在320℃左右發(fā)生，詳見下圖。
從而降低了有機廢氣凈化裝置的投資和運行費用，以及減少燃燒過程中輔助燃料的消耗和氮氧化物的排放。

主流催化燃燒工藝

蓄熱式催化焚燒裝置（RCO）

RCO 結(jié)合了RTO 和CTO 裝置的優(yōu)點，RCO 由蓄熱體和定制化的催化劑組成。運行過程中，有機廢氣進入系統(tǒng)，先通過蓄熱體預熱，廢氣溫度迅速上升，在反應(yīng)室經(jīng)催化劑作用，在250-350℃反應(yīng)溫度下發(fā)生氧化反應(yīng)，有機廢氣被氧化成CO2 和H2O，并放出大量熱量，之后高溫清潔空氣再經(jīng)過蓄熱體，進行熱量回收后，溫度迅速降低，最后，低溫潔凈的氣體經(jīng)過煙囪排放。

蓄熱式催化焚燒裝置（RCO）由切換閥、帶蓄熱體的蓄熱室、帶載體的催化劑以及燃燒室所構(gòu)成。通過下述動作對 VOCs 廢氣進行處理。 周期，通過閥門進入事先蓄熱的室，蓄熱室將熱量傳遞給廢氣，廢氣達到反應(yīng)溫度后，在催化劑層上發(fā)生氧化反應(yīng)， 反應(yīng)后氣體通過第二室，蓄熱體蓄熱，氣體得到冷卻，蓄熱體溫度得到提高，經(jīng)處理后的廢氣排出。 第二周期，通過閥門，廢氣進入第二室，未處理的低溫氣體進入已蓄熱的蓄熱體，然后發(fā)生催化反應(yīng)，將熱量傳遞給 室的蓄熱體，然后處理的廢氣排出。

通過對閥門的精確控制，如此循環(huán)，實現(xiàn)廢氣的催化氧化反應(yīng)和熱量的循環(huán)。

RCO主要有如下5個特點：

●   設(shè)備的凈化效率可高達 99% 以上，凈化效率高；

●   設(shè)備中有機成分達到一定濃度時，其燃燒熱量足以維持設(shè)備正常運轉(zhuǎn)；無需外加燃料，運行費用低；

●   RTO 設(shè)備的凈化溫度一般在 700 ～ 1000℃之間，安全性高；RCO 設(shè)備的凈化溫度一般在 300 ~ 500℃之間安全性高 ;

● 設(shè)備的熱回收效率一般均可達 95% 以上，結(jié)構(gòu)簡單，控制程序簡單；

● 設(shè)備凈化過程更加充分，凈化過程不產(chǎn)生 NOx 等二次污染；

該系統(tǒng)可應(yīng)用范圍包括：

涂覆行業(yè)、家具行業(yè)、涂料行業(yè)、化學工業(yè)、石油煉化工藝、PTA 尾氣處理、汽車及機械制造業(yè)、電子制造業(yè)、印刷線路板（PCB）有機廢氣、電氣制造業(yè)、漆包線絕緣有機廢氣等。

名詞注解：1.RTO蓄熱式熱氧化焚燒爐

          2.RCO蓄熱式催化劑焚燒爐

          3.CO（CTO）催化劑焚燒爐

          4.DFTO直接燃燒焚燒爐

廢氣焚燒工藝匯總（RTO、RCO、CO、DFTO）

一、蓄熱式熱氧化焚燒爐RTO(RegenerativeThermalOxidizers)

原理是在高溫下將廢氣中的有機物（VOCs)氧化成對應(yīng)的二氧化碳和水，從而凈化廢氣，并回收廢氣分解時所釋放出來的熱量，三室RTO廢氣分解效率達到99%以上，熱回收效率達到95%以上。RTO主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、蓄熱室和切換閥等組成。

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"用于預熱后續(xù)進入的有機廢氣。從而節(jié)省廢氣升溫的燃料消耗。陶瓷蓄熱室應(yīng)分成兩個（含兩個）以上，每個蓄熱室依次經(jīng)歷蓄熱-放熱-清掃等程序，周而復始，連續(xù)工作。蓄熱室“放熱"后應(yīng)立即引入適量潔凈空氣對該蓄熱室進行清掃（以保證VOC去除率在98%以上），只有待清掃完成后才能進入“蓄熱"程序。否則殘留的VOCS隨煙氣排放到煙囪從而降低處理效率。

二、蓄熱式催化劑焚燒爐RCO(RegenerativeCatalyticOxidation)

排放自工藝含VOCs的廢氣進入雙槽RCO，三向切換風閥將此廢氣導入RCO的蓄熱槽而預熱此廢氣，含污染的廢氣被蓄熱陶塊漸漸地加熱后進入催化床，VOCs在經(jīng)催化劑分解被氧化而放出熱能于第二蓄熱槽中之陶塊，用以減少輔助燃料的消耗。陶塊被加熱，燃燒氧化后的干凈氣體逐漸降低溫度，因此出口溫度略高于RCO入口溫度。三向切換風閥切換改變RCO出口/入口溫度。如果VOCs濃度夠高，所放出的熱能足夠時，RCO即不需燃料。例如RCO熱回收效率為95%時，RCO出口僅較入口溫度高25℃而已。

三、催化劑焚燒爐（CatalyticOxidizer）

催化劑焚燒爐的設(shè)計是依廢氣風量，VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定。操作時含VOCs的廢氣用系統(tǒng)風機導入系統(tǒng)內(nèi)的換熱器，廢氣經(jīng)由換熱器管側(cè)而被加熱后，再通過燃燒器，這時廢氣已被加熱至催化分解溫度，再通過催化劑床，催化分解會釋放熱能，而VOCs被分解為二氧化碳及水氣。之后此一熱且經(jīng)凈化氣體進入換熱器之殼側(cè)將管側(cè)未經(jīng)處理的VOC廢氣加熱，此換熱器會減少能源的消耗，最后，凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。

四、直接燃燒焚燒爐（DirectFiredThermalOxidizer-DFTO）

直燃式焚燒爐的設(shè)計是依廢氣風量，VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定。操作時含VOCs的廢氣用系統(tǒng)風機導入系統(tǒng)內(nèi)的換熱器，廢氣經(jīng)由換熱器管側(cè)而被加熱后，再通過燃燒器，這時廢氣已被加熱至催化分解溫度(650~1000℃)，并且有足夠的留置時間(0.5~2.0秒)。這時會發(fā)生熱反應(yīng)，而VOCs被分解為二氧化碳及水氣。之后此一熱且經(jīng)凈化氣體進入換熱器之殼側(cè)將管側(cè)(tubeside)未經(jīng)處理的VOC廢氣加熱，此換熱器會減少能源的消耗(甚至于某適當?shù)腣OCs濃度以上時便不需額外的燃料)，最后，凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。

五、濃縮轉(zhuǎn)輪/焚燒爐（RotorConcentrator/Oxidizer）

濃縮轉(zhuǎn)輪/焚燒爐系統(tǒng)吸附大風量低濃度揮發(fā)性有機化合物(VOCs)。再把脫附后小風量高濃度廢氣導入焚燒爐予以分解凈化。大風量低濃度的VOCs廢氣，通過一個由沸石為吸附材料的轉(zhuǎn)輪，VOCs經(jīng)被轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)的沸石所吸附后凈化的氣體經(jīng)煙囪排到大氣，再于脫附區(qū)中用180℃~200℃的小量熱空氣，將VOCs予以脫附。如此一高濃度小風量的脫附廢氣在導入焚燒爐中予以分解為二氧化碳及水氣，凈化的氣體經(jīng)煙囪排到大氣。這一濃縮的工藝大大地降低燃料費用。

六、氯化有機物催化劑焚燒爐（ChlorinatedCatalyticOxidizer）

氯化有機物催化劑焚燒爐系統(tǒng)依風量，污染物種類及所需去除效率而設(shè)計。在運行操作時，含VOCs的廢氣經(jīng)氯化有機物催化劑焚燒爐風機抽到系統(tǒng)換熱器中。廢氣通過換熱器的管側(cè)，再到燃燒機，此處將廢氣加熱到催化劑反應(yīng)溫度。含VOCs廢氣通過特制的抗鹵化物毒化的催化劑，轉(zhuǎn)化成二氧化碳，水氣并放出熱。這熱凈化的氣體通過換熱器的殼側(cè)，將熱能加熱浸入系統(tǒng)的廢氣，如此可以將燃料費用降到最小，在許多時候，如VOCs濃度夠高，可以不需額外燃料系統(tǒng)即可自行運轉(zhuǎn)。

常見VOC 有機廢氣凈化處理方法匯總

優(yōu)先選擇成本低、能耗少、無二次污染的廢氣凈化處理方法，充分利用廢氣的余熱，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。一般情況下，石化企業(yè)由于其生產(chǎn)活動的特殊性，排氣濃度高，多采用冷凝、吸收、燃燒等方法進行廢氣的凈化處理。而印刷等行業(yè)的排氣濃度低，多采用吸附、催化燃燒等方法進行廢氣凈化處理，下面就這幾種方法進行簡單概述：

1）冷凝回收法

冷凝法就是將工業(yè)生產(chǎn)的廢氣直接引入到冷凝器中，經(jīng)過吸附、吸收、解析、分離等環(huán)節(jié)的作用和反應(yīng)，回收有價值的有機物，回收廢氣的余熱，凈化廢氣，使廢氣達到排放標準。當有機廢氣濃度高、溫度低、風量小時，可采用冷凝法進行凈化處理，一般應(yīng)用于制藥、石化企業(yè)。通常還會在冷凝回收裝置后面再加裝一級或多級的其他有機廢氣凈化裝置，以做到達標排放。

2）吸收法

工業(yè)生產(chǎn)中多采用物理吸收法，就是將廢氣引入吸收液中進行吸收凈化，吸收液飽和后進行加熱、解析、冷凝等處理，回收余熱。在濃度低、溫度低、風量大的情況下可踩踏吸收法，但需要配備加熱解析回收裝置，投資額大。涉及油漆涂裝作業(yè)企業(yè)常用的油簾、水簾吸收漆霧的方法，即常見的有機廢氣吸收法。

3）直接燃燒法

直接燃燒法就是利用燃氣等輔助性材料將廢氣點燃，促使其中的有害物質(zhì)在高溫燃燒下轉(zhuǎn)變成無害物質(zhì)，該方法投資小，操作簡單，適用于濃度高、風量小的廢氣，但其安全技術(shù)要求較高。

4）催化燃燒法

催化然后就是將廢氣加熱經(jīng)催化燃燒后轉(zhuǎn)變成無害的二氧化碳和水。該方法適用于溫度高、濃度高的有機廢氣凈化處理中，其具有燃燒溫度低、節(jié)能、凈化率高、占地面積少等優(yōu)點，但投資較大。

5）吸附法

吸附法又可分成三種：

直接吸附法：利用活性炭對有機廢氣進行吸附凈化處理，凈化率可達95%以上，該方法設(shè)備簡單、投資少，但需要經(jīng)常更換活性炭，頻繁的裝卸、更換等程序增加運行費用。

吸附-回收法：利用纖維活性炭吸附有機廢氣，使其在趨近飽和狀態(tài)下過熱蒸汽反吹，實現(xiàn)脫附再生。

新型吸附-催化燃燒法：該方法綜合吸附法與催化燃燒方法的優(yōu)點，具有運行穩(wěn)定、投資少、運行成本少、維修簡單等優(yōu)點。其利用新型吸附材料對有機廢氣進行吸附處理，使其在接近飽和狀態(tài)下在熱空氣的作用下吸附、解析、脫附，接著再將廢氣引入催化燃燒床進行無焰燃燒處理，實現(xiàn)廢氣的凈化處理。該方法適用于濃度低、風力大的廢氣凈化處理中，是當前國內(nèi)應(yīng)用最多的一種廢氣凈化處理辦法。

RCO+活性炭吸附

產(chǎn)品性能特點

操作方便，設(shè)備工作時，實現(xiàn)自動控制，安全可靠。

設(shè)備啟動，僅需要15～30分鐘升溫至起燃溫度。

采用當今*的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑，表面面積大，阻力小，凈化效率高。

使用壽命長，催化劑一般五年更換，并且載體可再生。

安全性高、凈化效率高達92％以上。

可采用燃氣助燃，亦可采用電加熱方式助燃。

適用于間歇、連續(xù)生產(chǎn)，運行可選用離線、在線兩種方式。

裝置結(jié)構(gòu)組成

  RCO設(shè)備主要由預處理單元、吸附濃縮單元、催化氧化單元、通風單元、電控單元等幾個系統(tǒng)構(gòu)成。

適用工況條件

  適用低、中、高濃度的VOCs混合廢氣，處理風量范圍可達1000～200000Nm3/h對含有鹵素、硫、磷、砷等化合物的VOCs，需先通過預處理系統(tǒng)凈化分離對活性炭及催化劑有害物質(zhì)，保證活性炭及催化劑使用壽命和系統(tǒng)安全運行。

適用范圍

適用行業(yè)主要有

  汽車、造船、摩托車、自行車、家用電器、集裝箱等生產(chǎn)廠的涂裝生產(chǎn)線、石油、化工、橡膠、油漆、涂料、制鞋粘膠、塑膠制品印鐵制罐、印刷油墨、電纜及漆包線等生產(chǎn)線。

RCO+沸石轉(zhuǎn)輪

產(chǎn)品性能特點

高吸、脫附效率，使原本高風量、低濃度的VOCs廢氣，轉(zhuǎn)換成低風量、高濃度的廢氣，降低后端終處理設(shè)備的成本。

沸石轉(zhuǎn)輪吸附VOCs所產(chǎn)生的壓降低，可大大減少電力能耗。

濃縮倍數(shù)達到5-20倍，大大縮小后處理設(shè)備的規(guī)格，運行成本更低。

成體系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，具備了小的空間需求，且提供了持續(xù)性及無人化的操控模式。

連續(xù)運轉(zhuǎn)，安全性高。由于核心材料是分子篩，惰性高，對于活性炭難處理的苯乙烯和環(huán)乙酮等具有熱聚合性的VOCs，也可以使用疏水性分子篩高效率的進行處理。

裝置結(jié)構(gòu)組成

濃縮轉(zhuǎn)輪吸附裝置是利用“吸附—脫附—冷卻"三項連續(xù)變溫的吸脫附程序，VOCs廢氣通過轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)，同時完成氣體的吸附和轉(zhuǎn)輪的再生過程。進去濃縮轉(zhuǎn)輪的有機廢氣經(jīng)過沸石吸附凈化后直接通過煙囪排放到大氣中。被吸附的有機物因轉(zhuǎn)輪持續(xù)轉(zhuǎn)動（每小時1—6轉(zhuǎn)）而進入脫附區(qū)，利用加熱氣體將在此區(qū)域脫附，使得低濃度、大風量有機廢氣濃縮為高濃度、小流量的濃縮氣體，進入焚燒裝置進行燃燒轉(zhuǎn)換成二氧化碳及水蒸氣排放至大氣中。如此持續(xù)循環(huán)工作。

適用工況條件

適用低、中、高濃度的VOCs混合廢氣，對含有鹵素、硫、磷、砷等化合物的VOCs，需先通過預處理系統(tǒng)凈化分離對分子篩及催化劑有害物質(zhì)，保證分子篩及催化劑使用壽命和系統(tǒng)安全運行。

適用范圍

適用行業(yè)主要有

  表面涂裝業(yè)、木材加工業(yè)、半導體制造業(yè)、電子零組件制造業(yè)、印刷業(yè)、包裝材料制造業(yè)、涂料制造業(yè)、化學材料制造業(yè)、制藥業(yè)、金屬鍛造業(yè)、造紙業(yè)、印刷電路板制造業(yè)、光電材料及元件制造業(yè)、汽車制造業(yè)、航空業(yè)等。

RTO+沸石轉(zhuǎn)輪

技術(shù)特點

    分子篩轉(zhuǎn)輪+RTO組合工藝特點，氧化溫度～800℃，采用蓄熱陶瓷作為換熱器，換熱效率＞95％，處理效率90％～99％，占地面積相對適中，耐溫～1000℃，可處理含硫、鹵素等有機物質(zhì)，適于連續(xù)運行。

工作原理及性能特點

    沸石濃縮轉(zhuǎn)輪裝置系統(tǒng)吸附大風量低濃度揮發(fā)性有機化合物（VOCs），再把托付后小風量高濃度廢氣導入焚燒爐予以分解凈化，大風量低濃度有機廢氣通過一個由沸石為吸附材料的轉(zhuǎn)輪，VOCs經(jīng)被轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)的沸石所吸附后凈化的氣體經(jīng)煙囪排到大氣，再于另一脫附區(qū)中使用180℃～230℃的小量熱空氣，將VOCs予以脫附，如此一高濃度小風量的脫附廢氣再導入焚燒爐中予以分解為二氧化碳及水氣，凈化后的氣體經(jīng)煙囪排到大氣，這一濃縮工藝大大降低燃料費用，該系統(tǒng)是處理高風量、低濃度有機廢氣運行成本的技術(shù)之一，工藝廢氣通過前置過濾網(wǎng)將漆霧粉塵及粒狀污染物去除，在通過不可燃燒的沸石分子篩轉(zhuǎn)輪予以吸附，干凈空氣再排到大氣中，由于轉(zhuǎn)輪慢速旋轉(zhuǎn)，會通過脫附區(qū)，經(jīng)由一少量高溫脫附空氣予以脫附，脫附后的高濃度廢氣再導入小型焚燒爐或催化式焚燒爐將VOCs分解，脫附工藝裝設(shè)二次補償加熱器可供應(yīng)脫附熱空氣，以達節(jié)省能源目的。

    結(jié)合轉(zhuǎn)輪濃縮+蓄熱式焚燒爐（RTO）組合模式，實現(xiàn)投資和使用費用的相對降低。由濃縮裝置前期處理超大風量，低濃度的有機廢氣，再將濃縮為較低風量和較高濃度廢氣輸送到蓄熱式焚燒爐，使氧化爐相對緊湊，同時燃燒費用降低。

    濃縮機的凈化效率在95％以上，而蓄熱氧化爐的處理效率達到99％以上，盡管是濃縮后的廢氣，一樣滿足國家及相關(guān)排放指標。

    采用PLC微機集中控制系統(tǒng)，設(shè)備運行、操作過程實現(xiàn)全自動化。運行過程穩(wěn)定、可靠。

系統(tǒng)構(gòu)成

  沸石濃縮轉(zhuǎn)輪由廢氣預處理系統(tǒng)、分子篩轉(zhuǎn)輪濃縮吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)、冷卻干燥系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)等組成。

裝置特點與優(yōu)勢

高吸、脫附效率，使原本高風量、低濃度的VOCs廢氣，轉(zhuǎn)換成低風量、高濃度的廢氣，降低后端終處理設(shè)備的成本。

沸石轉(zhuǎn)輪吸附VOCs所產(chǎn)生的壓降極低，可大大減少電力能耗。

濃縮倍數(shù)達到5—20倍，大大縮小后處理設(shè)備的規(guī)格，運行成本更低。

整體系統(tǒng)采用預組及模塊化設(shè)計，具備了最小的空間需求，且提供了持續(xù)性及無人化的操控模式。

經(jīng)過處理后的廢氣，可達到國際排放標準。

活性炭吸附與沸石轉(zhuǎn)輪吸附對比

工程案例1

客戶信息：天津市寶坻區(qū)某體育器材有限公司

●廢氣來源：噴涂車間

●廢氣主要成分：甲苯、二甲苯

●廢氣風量：20000Nm3/h

●廢氣濃度：300mg/m3

●工藝設(shè)計：多級干式過濾+活性炭吸附+蓄熱式催化氧化

●設(shè)備負荷：吸附2000Nm3/h，蓄熱氧化1250Nm3/h

●吸附效率：≥90％

●氧化：99％

●處理效果：《大氣污染綜合排放標準》GB16297-1996、

工程案例2

客戶信息：天津市寧河區(qū)某美國獨資企業(yè)

●廢氣來源：噴涂車間

●廢氣主要成分:甲苯、二甲苯、非甲烷總烴

●廢氣風量：60000Nm3/h

●廢氣濃度：400mg/m3

●工藝設(shè)計：水噴淋塔+光氧催化+活性炭吸附+催化氧化

●設(shè)備負荷：吸附60000Nm3/h,氧化1250Nm3/h

●吸附效率：≥90％

●氧化：≥93％

●處理效果：《大氣污染綜合排放標準》GB16297-1996

工程案例3

客戶信息：四川某履帶制造控股股份有限公司

●廢氣來源：噴漆房換風廢氣

●廢氣主要成分：甲苯、二甲苯、苯乙烯、非甲烷總烴、醋酸丁酯

●廢氣風量：30000Nm3/h

●廢氣濃度：500mg/m3

●工藝設(shè)計：活性炭吸附+在線式催化氧化

●設(shè)備負荷：吸附30000Nm3/h,氧化1250Nm3/h

●吸附效率：≥90％

●氧化：93％

●處理效果：《大氣污染綜合排放標準》GB16297-1996

工程案例4

客戶信息：上海南翔某家具制造有限公司

●噴涂車間

●廢氣主要成分：甲苯、二甲苯

●廢氣風量：50000Nm3/h

●廢氣濃度：300mg/m3

●工藝設(shè)計：多級干式過濾器+活性炭吸附+蓄熱式催化氧化

●設(shè)備負荷：吸附50000Nm3/h，蓄熱氧化1250Nm3/h

●吸附效率：≥90％

●氧化：≥93％

●處理效果：《大氣污染綜合排放標準》GB16297-1996