蓄熱式催化氧化RCO、蓄熱式熱力焚燒RTO廢氣治理工藝,是囯前能夠?qū)崿F(xiàn)VOCs達(dá)標(biāo)排放的成熟工藝。兩種工藝從去除率、達(dá)標(biāo)能力上來(lái)講是一致的，但畢竟是兩種截然不同的工藝,在許多方面還是有區(qū)別的。下面對(duì)兩種工藝進(jìn)行比較。

一、RCO工藝反應(yīng)溫度低，RTO工藝反應(yīng)溫度高
RCO工藝反應(yīng)溫度一般在300~500°C;而RTO工藝反應(yīng)溫度一般在800~1000°C(個(gè)別資料提到反應(yīng)溫度760°C,但需增加反應(yīng)停留時(shí)間)。
二、RCO工藝不產(chǎn)生NOX，RTO工藝會(huì)產(chǎn)生Nox
RTO工藝的反應(yīng)溫度比較高,會(huì)將空氣中的氮?dú)獠糠洲D(zhuǎn)化為NOxX,并且這一轉(zhuǎn)化率隨著溫度的提高、停留時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)迅速上升,RCO工藝不會(huì)生成NOX。
據(jù)研究：
1)—套20萬(wàn)m3/h處理量的RTO設(shè)備,其N○ⅹ排放量約等于一臺(tái)35t/h的燃煤流化床鍋爐。
2)在930℃時(shí),在空氣氣氛下,N2和O2反應(yīng)生成的熱力型NO平衡濃度可以達(dá)到210ppm(265mg/m3),如果停留時(shí)間足夠長(zhǎng),生成的NOⅹ還會(huì)進(jìn)一步增加。
3)《蓄熱燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》
5.5.1一般規(guī)定:在一般規(guī)定中,對(duì)治理工程處理后可達(dá)到的排放水平以及凈化設(shè)備運(yùn)行過(guò)
程中的環(huán)境保護(hù)要求、監(jiān)測(cè)要求等迸行了原則性的規(guī)定。關(guān)于凈化系統(tǒng)產(chǎn)生的二次污染物的控制在規(guī)范6.4中進(jìn)行了規(guī)定。在此,需要指岀的是,RTO處理為髙溫燃燒,在此過(guò)程中,有可能會(huì)生成NOX,需要對(duì)其凈化予以考慮,具體排放要求執(zhí)行國(guó)家或地方的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。
基于此,如果采用RTO工藝治理VOCs后續(xù)要采取脫硝措施。
三、RCO工藝不產(chǎn)生二嗯英，RTO工藝處理含氯廢氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生二嗯英
1.RCO工藝不產(chǎn)生二惡英
RCO工藝作為VOCs治理的主流技術(shù),也是目前能夠?qū)崿F(xiàn)∨OCs達(dá)標(biāo)排放的成熟技術(shù)。但許多業(yè)主,甚至環(huán)保從業(yè)人員,對(duì)催化氧化過(guò)程中是否生成二嗯英顧慮重重,尤其碰到廢氣中含有鹵素、芳烴等物質(zhì)時(shí),在選用催化氧化技術(shù)時(shí)就會(huì)更加慎重。其實(shí),用催化氧化技術(shù)處理VOCs廢氣,基本不同擔(dān)心生成二嘌英,如果催化劑配伍當(dāng)中配置分解二嘌英催化劑,就更不用擔(dān)心二噁英問(wèn)題。
二噁英又稱二唿因,屬于氯代三環(huán)芳烴類化合物,是由200多種異構(gòu)體、同系物等組成的混合體。其毒性比氯化鉀、砒霜強(qiáng)得多。是非常穩(wěn)定又難以分解的一級(jí)致癌物質(zhì)。二噁英中毒性最強(qiáng)的是2,3,7,8-四氯二苯并二英,
其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為

二噁英主要來(lái)自垃圾焚燒、農(nóng)藥及含氯有機(jī)物的高溫分解或不完全燃燒。含有氯仿、氯甲烷、氯乙烷等低碳氯代烴的有機(jī)廢氣在催化氧化過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生二嘌英。其理由是
(1)催化氧化的溫度較低,在300-500°之間
(2)催化氧化的機(jī)理與直接燃燒(熱力)燃燒不同。它是反應(yīng)物分子(包括氧分子)被吸附在催化劑的活性中心上得到活化、解離、重組、脫附,主要的過(guò)程都在催化劑表面上完成,受催化劑表面結(jié)構(gòu)控制。
(3)低碳氯代烴濃度很低,氧很豐裕的情況下,C-O、H-O、H-c結(jié)合的活性遠(yuǎn)大于C-C、CC的結(jié)合。一個(gè)碳,兩個(gè)碳的小分子,連接成氯代三環(huán)芳烴類結(jié)構(gòu)是不大可能的。
可能產(chǎn)生二噁英的必須條件:
(1)含高濃度氯代烴,貧氧(氧不足),高溫。如垃圾焚燒:垃圾中往往含有氯的塑料制品;燃燒物的中間易處于貧2層。高濃度、貧○2是必要條件。高溫裂解屬自由基反應(yīng)機(jī)理,C-C鍵容易連接起來(lái)。
(2)如果廢物或廢氣中含有氯代苯類如:氯苯、二氯苯等,濃度比較高,在貧O2條件下,不完全分解,易生成二噁英。
從上述二嘌英的定義、生成機(jī)理、催化氧化反應(yīng)機(jī)理等分析可知,用催化氧化技術(shù)對(duì)vocs進(jìn)行治理,不必?fù)?dān)心二嗯英的問(wèn)題。如果催化劑配伍中配置了分解二嗯英的催化劑,廢氣出口二嗯英的達(dá)標(biāo)就更有保證!
2.RTO工藝在處理含氯廢氣時(shí),會(huì)產(chǎn)生二噁英
RTO工藝在處理含氯廢氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生二嗯英。如果要消除處理后廢氣中的二嗯英,需要在二燃室將廢氣加熱到>1100°C,停留時(shí)間>25s,然后采用急冷技術(shù),將廢氣溫度從600℃迅速降溫至150以下,這個(gè)時(shí)間不能超過(guò)2s,從而破壞二嗯英再度合成的溫度區(qū)間,消除二噁英。
四、RCO工藝投資低,RTO工藝投資高
處理同樣規(guī)模的有機(jī)廢氣,設(shè)備配置水平相同,應(yīng)用RCO工藝投資低于應(yīng)用RTO工藝的投資,一般為RTo工藝投資的80%。
有人認(rèn)為,RCO工藝相比RTO工藝,多了價(jià)格高昂的催化劑,為什么反而投資低？原因如下
1)RCO工藝反應(yīng)停留時(shí)間比RTO短得多,約為1/5,因此設(shè)備體積小得多;
2)RTO工藝需配各脫硝設(shè)施;
3)針對(duì)含氯廢氣,RTO工藝需增加急冷裝置;
4)RTO工藝需配備燃料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施;
5)RTO工藝需采用耐高溫的材質(zhì)
6)針對(duì)含氯廢氣,RTO工藝需解決髙溫氯腐蝕問(wèn)題,會(huì)大幅度增加設(shè)備投資。
五、RCO工藝運(yùn)行費(fèi)用低,RTO工藝運(yùn)行費(fèi)用高
RCO工藝因?yàn)榉磻?yīng)溫度低,與外界熱量交換比較少,熱損失小,需要補(bǔ)充的外加熱源相應(yīng)就比較小,因此運(yùn)行費(fèi)用低。
六、RCO工藝沒(méi)有明火,安全性高;RTO工藝明火燃燒,風(fēng)險(xiǎn)高
RCO是無(wú)焰催化氧化反應(yīng),整個(gè)過(guò)程沒(méi)有明火,采用防爆電加熱器作為補(bǔ)充熱源;RTO是明火燃燒,風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高。
2019年7月1日實(shí)施的《制藥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB37823-2019)、《涂料、油墨及膠粘劑工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB37824-2019)、《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)
準(zhǔn)》(GB37822-2019)等,均提出了高溫產(chǎn)生氮氧化物的問(wèn)題、含氯廢氣產(chǎn)生二嘌英的問(wèn)題等。
綜上所述,RTO工藝存在的問(wèn)題是二次污染(N○二噁英等),同時(shí)存在投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)髙等問(wèn)題。相信隨著整個(gè)社會(huì)對(duì)廢氣治理行業(yè)的關(guān)注、認(rèn)知的提高、行業(yè)的自律、監(jiān)管的到位,RCO工藝將會(huì)在越來(lái)越多的廢氣治理領(lǐng)域發(fā)揮作用。
來(lái)源：VOCs減排工作站