热氧化有机废气处理

　　热氧化系统就是火焰氧化器,通过燃烧来消除有机物的,其操作温度高达700℃～1,000℃。这样不可避免地具有高的燃料费用,为降低燃料费用,需要回收离开氧化器的排放气中的热量。

　　回收热量有两种方式,传统的间壁式换热和新的非稳态蓄热换热技术。

　　间壁式热氧化是用列管或板式间壁换热器来捕获净化排放气的热量,它可以回收40%～70%的热能,并用回收的热量来预热进入氧化系统的有机废气。预热后的废气再通过火焰来达到氧化温度,进行净化,间壁换热的缺点是热回收效率不高。

　　蓄热式热氧化(简称 RTO)回收热量采用一种新的非稳态热传递方式。

　　主要原理是:有机废气和净化后的排放气交替循环，通过多次不断地改变流向,来最大限度地捕获热量,蓄热系统提供了 蓄热式热氧化/催化燃烧高的热能回收,在某个循环周期内,含VOC的有机废气进入RTO系统,首先进入耐火蓄热床层(该床层已被前一个循环的净化气加热),废气从床层吸收热能使温度升高,然后进入氧化室; VOC在氧化室内被氧化成CO2和H2O,废气得到净化;

　　氧化后的高温净化气离开燃烧室,进入另一个冷的蓄热床层,该床从净化排放气中吸收热量,并储存起来(用来预热下一个循环的进入系统的有机废气)。并使净化排放气的温度降低。此过程进行到一定时间,气体流动方向被逆转,有机废气从床层进入系统。此循环不断地吸收和放出热量,作为热阱的蓄热床也不断地以进口和出口的操作方式改变,产生了高效热能回收,热回收率可高达95%,VOC的消除率可达99%。

　　集成技术(炭吸附+催化氧化)有机废气处理

　　对于大流量、低浓度的有机废气,使用上述单一方法处理费用太高,不经济。利用炭吸附具有处理低浓度和大气量的优势,先用活性炭捕获废气中的有机物,然后用小得多流量的热空气来脱附,这样可使VOC富集10～15倍,大大地减少了处理废气的体积,使后处理设备的规模也大幅度地降低。

　　把浓缩后的气体送到催化燃烧装置中,利用催化燃烧适于处理较高浓度的特点来消除VOC。催化燃烧放出的热量可以通过间壁换热器,来预热进入炭吸附床的脱附气,降低系统的能量需要量。此技术利用炭吸附处理低浓度和大气量的特点,又利用催化床处理适中流量、高浓度的优势。形成一非常有效的集成技术。用于 喷漆、 印刷和制鞋等排放大流量、低浓度有机废气行业的治理。

　　催化燃烧有机废气处理

　　催化燃烧是一种类似热氧化的方式来处理VOC的,它净化有机物是用铂、钯等贵金属催化剂及过渡金属氧化物催化剂来代替火焰,操作温度较热氧化低一半,通常为250℃～500℃。由于温度降低,允许使用标准材料来代替昂贵的特殊材料, 大大地降低设备费用和操作费用。与热氧化相似,系统仍可分为间壁式和蓄热式两类热量回收方式。

　　间壁式催化燃烧是在催化床后设一个换热器,该换热器在降低排放气温度的同时,也预热含VOC的有机废气,其热回收达60%～75%。该类氧化器早已用于工业过程。

　　蓄热催化燃烧(简称为RCO)是一种新的催化技术。

　　它具有RTO高效回收能量的特点和催化反应的低温操作及能量有效性的优点,将催化剂置于蓄热材料的顶部,来使净化达到最优,其热回收率高达95%～98%。RCO系统性能的关键是使用专用的催化剂,浸渍在鞍状或是蜂窝状陶瓷上的贵金属或过渡金属催化剂,允许氧化发生在RTO系统温度的一半,既降低了燃料消耗,又降低了设备造价。

　　有的国家已经开始使用RCO技术进行有机废气的消除处理,很多RTO设备已开始转变成RCO,这样可以削减操作费用达33%～75%,并增加排放气流量达20%～40%。