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蓄熱式熱氧化爐是如何處理廢氣成分的
通過熱氧化
熱氧化系統(tǒng)就是火焰氧化器,通過燃燒來消除有機物的,其操作溫度高達700℃-1,000℃。這樣不可避免地具有高的燃料費用,為降低燃料費用,需要回收離開氧化器的排放氣中的熱量。回收熱量有兩種方式,傳統(tǒng)的間壁式換熱和新的非穩(wěn)態(tài)蓄熱換熱技術。
間壁式熱氧化是用列管或板式間壁換熱器來捕獲凈化排放氣的熱量,它可以回收40%-70%的熱能,并用回收的熱量來預熱進入氧化系統(tǒng)的有機廢氣。預熱后的廢氣再通過火焰來達到氧化溫度,進行凈化,間壁換熱的缺點是熱回收效率不高。
蓄熱式熱氧化(簡稱RTO)回收熱量采用一種新的非穩(wěn)態(tài)熱傳遞方式。主要原理是:有機廢氣和凈化后的排放氣交替循環(huán),通過多次不斷地改變流向,來*限度地捕獲熱量,蓄熱系統(tǒng)提供了高的熱能回收。
在某個循環(huán)周期內(nèi),含VOC的有機廢氣進入RTO系統(tǒng),首先進入耐火蓄熱床層1(該床層已被前一個循環(huán)的凈化氣加熱),廢氣從床層1吸收熱能使溫度升高,然后進入氧化室;VOC在氧化室內(nèi)被氧化成CO2和H2O,廢氣得到凈化;氧化后的高溫凈化氣離開燃燒室,進入另一個冷的蓄熱床層2,該床從凈化排放氣中吸收熱量,并儲存起來(用來預熱下一個循環(huán)的進入系統(tǒng)的有機廢氣),并使凈化排放氣的溫度降低。此過程進行到一定時間,氣體流動方向被逆轉、有機廢氣從床層2進入系統(tǒng)。此循環(huán)不斷地吸收和放出熱量,作為熱阱的蓄熱床也不斷地以進口和出口的操作方式改變,產(chǎn)生了熱能回收,熱回收率可高達95%,VOC的消除率可達99%。
通過催化燃燒
催化燃燒是一種類似熱氧化的方式來處理VOC的,它凈化有機物是用鉑、鈀等催化劑及過渡金屬氧化物催化劑來代替火焰,操作溫度較熱氧化低一半,通常為250℃-500℃。由于溫度降低,允許使用標準材料來代替昂貴的特殊材料,大大地降低設備費用和操作費用。與熱氧化相似,系統(tǒng)仍可分為間壁式和蓄熱式兩類熱量回收方式。
間壁式催化燃燒是在催化床后設一個換熱器,該換熱器在降低排放氣溫度的同時,也預熱含VOC的有機廢氣,其熱回收達60%—75%。該類氧化器早已用于工業(yè)過程。
蓄熱催化燃燒(簡稱為RCO)是一種新的催化技術。它具有RTO回收能量的特點和催化反應的低溫操作及能量有效性的優(yōu)點,將催化劑置于蓄熱材料的頂部,來使凈化達到*,其熱回收率高達95%-98%。
RCO系統(tǒng)性能的關鍵是使用專用的催化劑,浸漬在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上的或過渡金屬催化劑,允許氧化發(fā)生在RTO系統(tǒng)溫度的一半,既降低了燃料消耗,又降低了設備造價。
現(xiàn)在,有的國家已經(jīng)開始使用RCO技術進行有機廢氣的消除處理,很多RTO設備已開始轉變成RCO,這樣可以削減操作費用達33%-75%,并增加排放氣流量達20%-40%。