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1、RTO与催化燃烧在有机废气治理中的技术对比分析催 化 燃 烧 分 为 ： 蓄 热 式 催 化 热 力 氧 化 RCO(RegenerationCatalyticOxidizer)和换热式催化热力氧化 CO(CatalyticOxidizer)。催化燃烧和蓄热式热力焚烧RTO(RegenerativeThermalOxidezer)废气治理 技术，是目前能够实现VOCs达标排放的成熟技术。两种技术从去除率、达标能力上来讲是一致的，但毕竟是两种截然不同的技术， 在许多方面还是有区别的。下面对两种技术进行比较。一、催化燃烧技术反应温度低催化燃烧反应温度一般在250400C,热损失小，所需的能耗低；而
2、RTO反应温度一般在8001000C(个别资料提到反应温度760C，但需增加 反应停留时间)，热损失大，所需的能耗高。二、催化燃烧技术不产生 NOxRTO的反应温度比较高，会将空气中的氮气部分转化为NOx,并且这一转化率随 着温度的提高、停留时间的延长会迅速提升，催化燃烧不会生成NOx。据研究：1) 一套 20 万 m3/h 处理量的 RTO 设备，其 NOx 排放量约等于一台 35t/h 的燃煤 流化床锅炉。2) 在930C时，在空气气氛下，N2和02反应生成的热力型NOx平衡浓度可以达 到210Ppm(265mg/m3),如果停留时间足够长，生成的NOx还会进一步增加。3) 蓄热燃烧法工业
3、有机废气治理工程技术规范5.5.1 一般规定：在一般规定中，对治理工程处理后可达到的排放水平以及净化 设备运行过程中的环境保护要求、监测要求等进行了原则性的规定。关于净化系 统产生的二次污染物的控制在规范 6.4 中进行了规定。在此，需要指出的是， RT O 处理为高温燃烧，在此过程中，有可能会生成 NOx,需要对其净化予以考虑，具 体排放要求执行国家或地方的相关排放标准。基于此，如果采用RTO技术治理VOCs,后续要采取脱硝措施。三、催化燃烧技术不产生二嗯英L 催化燃烧技术不产生二嗯英 催化燃烧技术作为 VOCs 治理的主流技术，也是目前能够实现 VOCs 达标排放的成 熟技术。但许多业主，
4、甚至环保从业人员，对催化氧化过程中是否生成二嗯英顾虑重重， 尤其碰到废气中含有卤素、芳煌等物质时，在选用催化氧化技术时就会更加慎重。 其实，用催化氧化技术处理 VOCs 废气，基本不同担心生成二嗯英，如果催化剂 配伍当中配置分解二嗯英催化剂，就更不用担心二嗯英问题。 二嗯英又称二嗯因，属于氯代三环芳燃类化合物，是由 200 多种异构体、同系物 等组成的混合体。其毒性比氯化钾、砒霜强得多。是非常稳定又难以分解的一级 致癌物质。二嗯英中毒性最强的是2,3,7,8- 四氯二苯并二嗯英，其化学结构式为： 英文缩写为 TCDD 二嗯英主要来自垃圾焚烧、农药及含氯有机物的高温分解或不完全燃烧。含有氯 仿、
5、氯甲烷、氯乙烷等低碳氯代始的有机废气在催化氧化过程中不会产生二嗯英。 其理由是：（1）催化氧化的稳定较低，在250-400C之间。（ 2 ）催化氧化的机理与直接燃烧（热力）燃烧不同。它是反应物分子（包括氧 分子）被吸附在催化剂的活性中心上得到活化、解离、重组、脱附，主要的过程 都在催化剂表面上完成，受催化剂表面结构控制。（3）低碳氯代燃浓度很低，氧很丰裕的情况下， C-0、H-0、H-C1 结合的活性远 大于 C-C、C-C1 的结合。一个碳，两个碳的小分子，连接成氯代三环芳煌类结构 是不大可能的。可能产生二嗯英的必须条件：（1）含高浓度氯代烧，贫氧（氧不足），高温。如垃圾焚烧：垃圾中往往含有
6、氯的塑料制品； 燃烧物的中间易处于贫02层。高浓度、贫02是必要条件。高温裂解属自由基反应机理，C-C键容易连接起来。（2）如果废物或废气中含有氯代苯类等，浓度比较高，在贫 02 条件下，不完全 分解，易生成二嗯英。从上述二嗯英的定义、生成机理、催化氧化反应机理等分析可知，用催化氧化技 术对VOCs进行治理，不必担心二嗯英的问题。如果催化剂配伍中配置了分解二 嗯英的催化剂，废气出口二嗯英的达标就更有保证！2.RT0 技术在处理含氯废气时，会产生二嗯英RTO 技术在处理含氯废气时会产生二嗯英。如果要消除处理后废气中的二嗯英，需要在二燃室将废气加热到851C,停留时间2s,然后采用急冷技术，将废
7、气温度从600C迅速降温至150C以下，这个时间不能超过2s,从而破坏二恶英 再度生成的温度区间，消除二嗯英。四、催化燃烧技术投资低 处理同样规模的有机废气，设备配置水平相同，应用催化燃烧技术投资低于应用 RTO技术的投资，一般为RT0技术投资的8096。有人认为，催化燃烧技术相比 RTO 技术，多了价格高昂的催化剂，为什么反而投 资低？原因如下：1) 催化燃烧反应停留时间比RT0短得多，约为1/5；2) RTO需配备脱硝设施；3) 针对含氯废气，RTO需增加急冷装置；4) RT0 需配备燃料储运设施；5) RTO需配备备用电源；6) RT0 设备需采用耐高温的材料；7) 针对含氯废气，RTO
8、需解决高温氯腐蚀问题，会大幅度增加设备投资。五、催化燃烧技术运行费用低 催化燃烧因为反应温度低，与外界热量交换比较少，热损失小，需要补充的外加 热源相应就比较小，因此运行费用低。综上所述， RT0 技术存在的问题是严重的二次污染，同时存在投资大、运行费用 高、风险高等问题。2019年7月1日实施的制药工业大气污染物排放标准(GB378232019).涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准 (GB37824-2019), 挥发 性有机物无组织排放控制标准(GB37822-2019)等，均正式提出了高温产生氮 氧化物的问题、含氯废气产生二嗯英的问题等。 上述标准的正式实施，极大地限制了 RT0
9、的应用范围，催化燃烧技术的优势得以 凸显。相信随着整个社会对废气治理的关注、认知的提高，催化燃烧将会在越来 越多的废气治理领域发挥作用。1 .什么是催化剂？ 催化剂是一种在加快化学反应速率的同时，自身的质量和化学性质在反应前后都 没有发生变化的物质。在处理 V0C 的过程中，催化剂的使用可以大大降低所需要 的反应温度。2 .纳米催化剂能耐高温吗？催化燃烧的工作温度平均在 250oC-350oC 左右，但是有的时候由于废气浓度的骤 升，在催化燃烧过程中会出现瞬间达到五六百度的情况（飞温）；此时，机器内 部的温度感应器会发出信号，鼓入新鲜空气来稀释废气浓度，从而降低反应温度。 我司开发的纳米催化剂
10、具有良好的短暂抗高温能力，不会因瞬间高温烧结而降低 使用效率。3 .纳米催化剂能够用多久？ 催化剂的使用寿命通常根据使用情况而定，一般情况可参照下表来判断。蜂窝状蜂窝状颗粒状颗粒状气体种类一甲苯、松香水、丁醇、二甲苯、丙酮二甲苯、乙酸乙酯、乙醇苯，二甲苯、苯乙 烯甲苯、二甲苯气体浓度3000mg/m32000mg/m3500mg/m31000mg/m3处理风量10000Nm3/h15000Nm3/h40000Nm3/h80000Nm3/h空速10000h-i15000h-i20000h25000h-i温度280-350乜250-350乜250-350t、 k 250-350乜、.A A,使用寿
11、命2年勺.5年以上2年匸，微IB十率29*5外/4 .新型催化剂的制备工艺和传统贵金属有何区别？ 贵金属催化剂的制备一般包含了第一载体（蜂窝陶瓷或堇青石），上面涂附第二 载体A1203,之后再涂附活性组分 Pt,Pd,Rh,和助催化剂Ce02等。第二载体 的粘结牢度和比表面积，以及贵金属涂层的粒子尺寸和活性反应单元决定了催化 剂的性能。因此，除了昂贵的金属价格，多次烧结多层涂附的复杂的制备工艺也提高了贵金 属催化剂的成本。新型纳米非贵金属催化剂采用高效过渡金属复合材料一体成 型，没有其他载体，大大简化了传统工艺的复杂程序。新型催化剂的优势主要体 现在以下几点：1、催化反应属于表面反应，我司催化
12、剂活性成分 100%,市面上不论贵金属还是 非贵金属催化剂活性成分只是表面不到 1 微米厚的一薄层，因此，市面上的其他 催化剂有可能会因为表面活性风蚀磨损脱落而失效，我司催化剂则不会因为磨损而失效，反而因为磨损出里面新鲜的催化剂而活性升高；2、市面上的负载型催化剂均由第一载体上涂覆第二载体，第二载体上涂覆贵金 属或非贵金属活性组分的构成，存在第一载体和第二载体膨胀系数不一致的情 况，在热冲击下会造成严重的脱落，从而导致活性下降甚至失效，而我司催化剂 是单一组分不存在此类问题。5 .常见催化剂的化学组成成分是什么？ 常见的催化剂一般分为两大类：贵金属催化剂和非贵金属催化剂，其中贵金属催 化剂的活
13、性成分主要有贵金属的钳，钿，和钱，而非贵金属催化剂的活性成分主 要是过渡金属氧化物（稀土和稀有金属氧化物）和复合金属氧化物（固溶体，钙 钛矿，和尖晶石）。6 .对比直接燃烧，使用催化剂有何好处？直接燃烧的温度一般在850C-950C,催化燃烧的温度一般在250c-350C；显 然，催化燃烧由于催化剂的作用大幅度降低了反应所需温度，从而大大降低了能 耗和运行成本。另外，直接燃烧会产生大量的副产物氮氧化物（这是形成酸雨的 主要成分，国家对氮氧化物的管控也比较严格），造成二次污染。目前，国内外 大多数企业已经开始在淘汰直接焚烧，转而使用催化燃烧。7 .为什么有些气体需要更高的温度处理？ 第一、不同的
14、气体成分是不一样的，这跟气体的分子稳定性有关，一般来讲，含 有苯环的 VOCs 废气如苯、甲苯、二甲苯这类的废气比较稳定，那么处理它们需 要更高的能量，因此需要较高的温度来氧化它们；第二，催化剂对不同的 VOCs 废气是有选择性的，我们根据不同行业废气的组分 , 开发出针对不同情况下的催化剂系列产品，我们会根据客户提供的废气组分为客 户选择最适合客户工况的最佳催化剂。根据气体的不同，在燃烧过程中的处理效 果也不一样。比如乙酸乙酯所需的反应温度要比甲苯高出 40 度左右。因此，在 处理多种气体时，要充分考虑气体的成分和含量，选择适当的温度进行处理。 8.起燃温度是什么？起燃温度是指50%的气体被
15、降解的温度，也被称为T50,是一个催化剂的性能指标。原则上讲，在同样的空速下处理相同风量的气体，起燃温度越低，催化剂的 性能越好。催化剂在长期使用后，会出现不同程度的老化，此时可以适当提高反 应温度来提升净化率。9 .用完以后的纳米催化剂能回收再利用吗？长期使用后的催化剂活性会慢慢下降，使用一年以后可以上下对调，调整催化剂 的摆放位置，也可以适当提高催化剂的反应温度来达到更好的催化效果。催化剂 功能衰减到一定程度，不能达到处理目标时，请及时与我司联系更换新的催化剂 我们也可以根据你们的情况为你们提供催化剂激活或者直接回收的解决方案。 10 .如果催化剂容易发生堵塞，结焦失活问题怎么办？ 由于蜂窝状催化剂在遇到有些含尘量较高的气体，容易出现堵塞细小的中间孔 隙。我司的蜂窝状催化剂通过工艺改良，在保持空隙率一致的情况下，加大了孔 径，大大降低了堵孔风险；除此之外，我司还可提供颗粒状的纳米催化剂，在使 用期间可以定期翻动，既能增加使用效率，又能防止堵孔情况的发生。11 .纳米催化剂的活性物质的负载量是多少？ 我司的纳米催化剂是由高效纳米材料直接挤压成型，没有载体，既保证了里外热 膨胀率一致，不会出现活性成分脱落的情况，又确保了客户的利益，不会出现因 镀层厚薄或成分而影响使
