蓄熱催化氧化焚燒雙模式處理 VOCs 技術

發布日期(qi)：2023-07-22 　瀏覽次數：798

1 蓄熱焚(fen)燒與蓄熱催化(hua)氧化(hua)焚(fen)燒流程

三(san)塔(ta) RCO 與三(san)塔(ta) RTO 整(zheng)體(ti)流(liu)程相似(si)，不同之處在于(yu)是否填(tian)裝(zhuang)催(cui)化(hua)劑以(yi)及運行(xing)溫(wen)(wen)度(du)水平( RCO 運行(xing)溫(wen)(wen)度(du) 250 ～ 350 ℃; RTO 運行(xing)溫(wen)(wen)度(du) 850 ～ 900 ℃) ，三(san)塔(ta) RTO 在每個蓄熱(re)室的蓄熱(re)體(ti)上部(bu)填(tian)裝(zhuang)催(cui)化(hua)劑即轉換為三(san)塔(ta) RCO。RCO系統見(jian)圖 1。

初始(shi)狀態廢(fei)(fei)氣(qi)從 A 室(shi)進(jin)入(ru)(ru)，催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)處理后(hou)通過(guo) B 室(shi)排(pai)出(chu)(chu)，同(tong)時 C 室(shi)執(zhi)行反吹動作(zuo); 在一(yi)個切(qie)換周期后(hou)，廢(fei)(fei)氣(qi)從B 室(shi)進(jin)入(ru)(ru)，催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)處理后(hou)通過(guo)C室(shi)排(pai)出(chu)(chu)，同(tong)時 A 室(shi)執(zhi)行反吹動作(zuo); 在下(xia)一(yi)個切(qie)換周期后(hou)，廢(fei)(fei)氣(qi)從C 室(shi)進(jin)入(ru)(ru)，催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)處理后(hou)通過(guo) A 室(shi)排(pai)出(chu)(chu)，同(tong)時 B 室(shi)執(zhi)行反吹動作(zuo); 下(xia)一(yi)個切(qie)換周期后(hou)循環(huan)至初始(shi)狀態。

催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)床層布置于(yu)蓄熱(re)(re)體(ti)床層上部(bu)，并(bing)通過格柵板與(yu)蓄熱(re)(re)體(ti)分(fen)(fen)層，留有空間(jian)監測(ce)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)入(ru)口(kou)處(chu)溫(wen)度(du); 燃燒器(qi)布置于(yu)頂部(bu)爐(lu)膛(tang)側墻中(zhong)間(jian)位置; 在(zai)蓄熱(re)(re)催(cui)化(hua)氧化(hua)爐(lu)內部(bu)設置 3 組( 共 9 支)熱(re)(re)電偶，分(fen)(fen)別監測(ce)蓄熱(re)(re)室底部(bu)溫(wen)度(du)、催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)入(ru)口(kou)處(chu)溫(wen)度(du)、爐(lu)膛(tang)溫(wen)度(du)，爐(lu)膛(tang)溫(wen)度(du)參與(yu)控制、聯(lian)鎖，催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)入(ru)口(kou)處(chu)溫(wen)度(du)參與(yu)聯(lian)鎖，在(zai)溫(wen)度(du)達到(dao)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)中(zhong)毒溫(wen)度(du)前聯(lian)鎖停車。在(zai)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)中(zhong)毒失(shi)效或達到(dao)使用(yong)壽命失(shi)效后，將催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)以及催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)支撐取(qu)出并(bing)局部(bu)重新保(bao)溫(wen)后即(ji)可實現從 RCO 切(qie)換到(dao) RTO

模式運行。

2 工程應用實例

20 萬 t / a EO 裝置生產過(guo)程中會產生一股CO2廢(fei)氣(qi)，廢(fei)氣(qi)量(liang) 8 820 m3/ h，其中含有微量(liang)的有機污染物，非甲烷(wan)總烴質量(liang)濃度(du)理論數據為250 mg /m3，直(zhi)

接排放無法滿(man)足 GB 31571—2015《石油化(hua)學工業污染物排放標(biao)準》中對非甲烷總烴的排放要求。針對該(gai)股(gu)廢氣，在工程(cheng)實踐案例中選用(yong)蓄熱催化(hua)氧化(hua)焚燒(

RCO) 爐(lu)型對(dui)其(qi)(qi)進行處(chu)(chu)(chu)理。選(xuan)用(yong) 3G 燒(shao)嘴(zui)用(yong)于(yu)(yu)初期升溫(wen)以及(ji)運(yun)行過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)補燃(ran)(ran)(ran)(ran); 選(xuan)用(yong)陶瓷載體(ti)貴金屬催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，提(ti)(ti)高反應(ying)(ying)速率，并在更短(duan)的(de)(de)(de)停留時(shi)間(jian)內發生(sheng)無焰(yan)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)反應(ying)(ying)。理論(lun)運(yun)行溫(wen)度250 ～300 ℃，運(yun)行溫(wen)度低(di)意味著未給(gei) NOx的(de)(de)(de)生(sheng)成提(ti)(ti)供條件，不會因焚燒(shao)處(chu)(chu)(chu)理 VOCs 帶來二次污染。該蓄熱(re)催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)爐(lu)其(qi)(qi)他設(she)(she)(she)計(ji)參數均按(an)照 850 ℃ 進行，包括(kuo)(kuo)襯(chen)里材(cai)料(liao)以及(ji)襯(chen)里厚度的(de)(de)(de)選(xuan)型、蓄熱(re)體(ti)填充(chong)量的(de)(de)(de)計(ji)算、爐(lu)膛(tang)容積的(de)(de)(de)校(xiao)核等。在催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)達到使用(yong)壽命(ming)后(hou)，可以局(ju)部調整氧化(hua)(hua)(hua)爐(lu)內部結(jie)(jie)構(gou)，切(qie)換(huan)至 RTO 模式運(yun)行，包括(kuo)(kuo)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)及(ji)其(qi)(qi)支撐結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)拆(chai)除、燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)器(qi)出口(kou)處(chu)(chu)(chu)護(hu)火(huo)(huo)(huo)筒的(de)(de)(de)拆(chai)除等。國內近幾年(nian)應(ying)(ying)用(yong) RCO 方(fang)式處(chu)(chu)(chu)理VOCs 中(zhong)(zhong)(zhong)出現的(de)(de)(de)主(zhu)要問題是于(yu)(yu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)器(qi)處(chu)(chu)(chu)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)對(dui)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)直(zhi)接輻(fu)射(she)導致催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)容易超溫(wen)中(zhong)(zhong)(zhong)毒(du)失(shi)效。前期經(jing)過(guo)(guo)多方(fang)考察討論(lun)，通過(guo)(guo)數值模擬(ni)(ni)計(ji)算，得(de)到了造(zao)成該短(duan)板的(de)(de)(de)主(zhu)要原(yuan)因。由于(yu)(yu)三塔(ta)蓄熱(re)爐(lu)處(chu)(chu)(chu)理小風量廢氣時(shi)受(shou)功率的(de)(de)(de)限制，只能布(bu)置(zhi)單臺(tai)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)器(qi)，考慮爐(lu)膛(tang)溫(wen)度場(chang)均勻(yun)分(fen)布(bu)，燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)器(qi)需布(bu)置(zhi)于(yu)(yu)爐(lu)膛(tang)側墻中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)位置(zhi)。該結(jie)(jie)構(gou)導致中(zhong)(zhong)(zhong)間(jian)蓄熱(re)室內催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)上(shang)方(fang)受(shou)火(huo)(huo)(huo)焰(yan)直(zhi)接熱(re)輻(fu)射(she)作(zuo)用(yong)，一段時(shi)間(jian)后(hou)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)局(ju)部超溫(wen)中(zhong)(zhong)(zhong)毒(du)，致其(qi)(qi)失(shi)效，造(zao)成工程(cheng)(cheng)應(ying)(ying)用(yong)失(shi)敗。針對(dui)上(shang)述(shu)失(shi)敗原(yuan)因，在設(she)(she)(she)計(ji)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，調整燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)器(qi)出口(kou)結(jie)(jie)構(gou)并結(jie)(jie)合數值模擬(ni)(ni)結(jie)(jie)果，在燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒(shao)器(qi)出口(kou)處(chu)(chu)(chu)增(zeng)設(she)(she)(she)護(hu)火(huo)(huo)(huo)筒，有助于(yu)(yu)阻隔火(huo)(huo)(huo)焰(yan)對(dui)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)直(zhi)接熱(re)輻(fu)射(she)作(zuo)用(yong)。

1) RCO 焚(fen)燒處(chu)理方式綜(zong)合了(le)催(cui)化氧化焚(fen)燒法催(cui)化氧化反(fan)(fan)應溫度低(di)與蓄熱焚(fen)燒法蓄熱式回收熱能等(deng)優勢，具(ju)有(you)啟(qi)爐速度快、反(fan)(fan)應溫度低(di)、節(jie)能效果(guo)好等(deng)特點。

2) 在燃燒器出(chu)口(kou)處增設護火筒，并在護火筒頂部 80°范圍內開一定數量規(gui)格的圓孔(kong)可(ke)以避免催(cui)化(hua)劑超溫中毒(du)失效，并能(neng)夠實(shi)現連續穩定運行。