高浓度VOCs蓄热催化燃烧(RCO)净化技术

近阶段，各省市纷纷加强大气治理，VOCs治理政策也相继出台，本文将介绍中高浓度VOCs（挥发性有机物）蓄热催化燃烧(RCO)净化技术，案例详解如下：

【技术名称】中高浓度VOCs蓄热催化燃烧(RCO)净化技术

【技术内容】

在旋转阀式蓄热催化燃烧设备中，首先利用堇青石-莫来石复相材料的蓄热和放热性能，加热未反应的有机废气，在蓄热催化一体化材料上发生催化氧化反应，气体中的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，并释放反应热，反应后的气体将热量传递给蓄热材料，以高于进口气体20~30℃的温度排放。

【技术亮点】

该技术的热回收效率可达90%;有机物净化效率95%以上;

适用的有机物浓度范围为500mg/m3以上，无二次污染物排放;

单位投资大致为50~100万/10000m3,稳定运行只消耗系统风机功率，同时可以副产热水或蒸汽。

【适用范围】中高浓度有机废气，特别是各类烘干废气

图1 结构原理图

典型案例

【案例名称】15000m3/h干式机烘干工艺有机废气净化工程

【项目概况】

本项目于2013年6月建设完成并投入运行，主要从事聚氨酯二榔皮的加工制造，在加工过程中使用丁酮(MEK)、乙酸乙酯(EAC)、醋酸丁酯(BAC)、乙二醇丁醚(BCS)、甲基异丁基酮(MIBK)等有机溶剂，烘干过程中有机废气挥发到环境中。经收集后有机废气风量为15000m3/h，浓度为5000~8000mg/m3。

【主要工艺原理】

本项目采用RCO技术净化烘干有机废气，主要工艺原理如下：有机废气经收集管道进入旋转阀式RCO设备，首先经过蓄热体(堇青石-莫来石复相材料)，蓄热体将热量传递给未反应的有机废气，气体温度被加热到催化剂反应温度，然后在蓄热催化一体化材料上发生催化氧化反应，气体中的挥发性有机物转化为二氧化碳和水，并释放反应热，反应后的气体将热量传递给另一侧的蓄热材料，最后以高于进口气体20~40℃的温度排放。

设备内部的蓄热催化床分成八等份(也可设计成十二或者十六等份)，床层固定不动，其中大约三份是进气区，三份是排气区，一份是吹扫区，一份是盲区。由旋转阀控制气体进出，实现蓄热催化床内的流向变换。吹扫风机对吹扫区进行吹扫，防止未净化的气体在转入排气区时排走。盲区是不通气的，防止气体混合。

从RCO设备出来的气体少量通过排气筒排放，大部分返回到烘干生产线中，减少烘道电加热器的工作时间和功率。同时RCO设备内有机物氧化反应释放的热量大，需要通过散热风机鼓入环境空气进行散热，以维持适宜的催化燃烧温度，RCO设备内部设计非接触式气气换热器(根据情况也可设计成气液换热器)，换热器出口气体温度为180~200℃，可以企业贴板干燥工序(此工序需要85~90℃的热水)和吊挂干燥工序的热源(此工序需要40~50℃的热空气)。

【关键技术或设计创新特色】

u采用先进蓄热式催化燃烧工艺，净化效率高达98%以上。

u高效的热量回收率，热回收效率≥95%。

u运行费用低，在有机废气达到一定浓度时，基本不需要再进行辅助加热，节省了能耗。

u不产生氮氧化物等二次污染物。

u全自动控制，操作方便。

【主要技术指标】

图3 案例现场图

【投资及运行效益分析】

根据第三方检测机构出具的检测报告，本项目系统出口烟气指标满足《合成革与人造革工业污染物排放标准》(GB21902-2008)中聚氨酯干法工艺废气的排放标准的要求，有机废气净化效率达到98%以上。

【投资费用】本工程总投资约170万元。

【运行费用】

根据2013年7~8月实际运行情况，预计年运行费用约为17.1万元，年维修费用约2万元。由于进气中有机物浓度高，燃烧释放的热量大，反应室需要外界鼓空气降温，降温用的空气出口温度为180~200℃，可用于生产80~90℃的热水4t/h，供贴板干燥工序用;气液换热器出口的低品位热风可以用于吊挂干燥工序。原先企业生产热水和热风均用锅炉蒸气，RCO设备运行后可有效减少锅炉燃煤用量。

【用户意见】

本项目投运至今，各项技术指标优良，无任何环保事故，系统净化效率达到设计要求，各项耗能指标达到或优于设计要求，副产热风，可生产热水，用于产品加工。该净化工程为我公司带来了显著的环境和经济效益，拟在其他生产线推广应用。