催化燃烧技术（RCO）

催化燃烧技术（RCO）

催化燃烧是借助催化剂在较低起燃温度下(200～400℃)，实现对有机物的氧化，因此，能耗少，操作简便，安全，净化效率高，在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面，比如化工，喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广。

催化燃烧原理

借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热。

1)起燃温度低，反应速率快，节省能源。催化燃烧过程中，催化剂起到降低VOCs分子与氧分子反应的活化能，改变反应途径的作用。

2)处理效率高，二次污染物和温室气体排放量少。采用催化燃烧处理VOCs废气净化率通常在95%以上，终产物主要为CO2和H20。由于催化燃烧温度低，大量减少NOx的生成。辅助燃料消耗排放的CO2量在总CO2排放量中占很大比例，辅助能源消耗量减少，显然减少了温室气体CO2排放量。

3)适用范围广,催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体，适合处理的VOCs浓度范围广。对于低浓度、大流量、多组分而无回收价值的VOCs废气，采用催化燃烧法处理是经济合理的。

直接燃烧与催化燃烧的区别

直接燃烧（热力燃烧）就是把气体温度提高到自身可燃烧的温度，一般需要850℃，类似于垃圾焚烧。催化燃烧就是在催化剂的帮助下，使VOCs的燃烧温度降低，反应可以在320℃左右发生，详见下图。
从而降低了有机废气净化装置的投资和运行费用，以及减少燃烧过程中辅助燃料的消耗和氮氧化物的排放。

主流催化燃烧工艺

蓄热式催化焚烧装置（RCO）

RCO 结合了RTO 和CTO 装置的优点，RCO 由蓄热体和定制化的催化剂组成。运行过程中，有机废气进入系统，先通过蓄热体预热，废气温度迅速上升，在反应室经催化剂作用，在250-350℃反应温度下发生氧化反应，有机废气被氧化成CO2 和H2O，并放出大量热量，之后高温清洁空气再经过蓄热体，进行热量回收后，温度迅速降低，最后，低温洁净的气体经过烟囱排放。

蓄热式催化焚烧装置（RCO）由切换阀、带蓄热体的蓄热室、带载体的催化剂以及燃烧室所构成。通过下述动作对 VOCs 废气进行处理。 周期，通过阀门进入事先蓄热的室，蓄热室将热量传递给废气，废气达到反应温度后，在催化剂层上发生氧化反应， 反应后气体通过第二室，蓄热体蓄热，气体得到冷却，蓄热体温度得到提高，经处理后的废气排出。 第二周期，通过阀门，废气进入第二室，未处理的低温气体进入已蓄热的蓄热体，然后发生催化反应，将热量传递给 室的蓄热体，然后处理的废气排出。

通过对阀门的精确控制，如此循环，实现废气的催化氧化反应和热量的循环。

RCO主要有如下5个特点：

●   设备的净化效率可高达 99% 以上，净化效率高；

●   设备中有机成分达到一定浓度时，其燃烧热量足以维持设备正常运转；无需外加燃料，运行费用低；

●   RTO 设备的净化温度一般在 700 ～ 1000℃之间，安全性高；RCO 设备的净化温度一般在 300 ~ 500℃之间安全性高 ;

● 设备的热回收效率一般均可达 95% 以上，结构简单，控制程序简单；

● 设备净化过程更加充分，净化过程不产生 NOx 等二次污染；

该系统可应用范围包括：

涂覆行业、家具行业、涂料行业、化学工业、石油炼化工艺、PTA 尾气处理、汽车及机械制造业、电子制造业、印刷线路板（PCB）有机废气、电气制造业、漆包线绝缘有机废气等。

名词注解：1.RTO蓄热式热氧化焚烧炉

          2.RCO蓄热式催化剂焚烧炉

          3.CO（CTO）催化剂焚烧炉

          4.DFTO直接燃烧焚烧炉

废气焚烧工艺汇总（RTO、RCO、CO、DFTO）

一、蓄热式热氧化焚烧炉RTO(RegenerativeThermalOxidizers)

原理是在高温下将废气中的有机物（VOCs)氧化成对应的二氧化碳和水，从而净化废气，并回收废气分解时所释放出来的热量，三室RTO废气分解效率达到99%以上，热回收效率达到95%以上。RTO主体结构由燃烧室、蓄热室和切换阀等组成。

氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气。从而节省废气升温的燃料消耗。陶瓷蓄热室应分成两个（含两个）以上，每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫等程序，周而复始，连续工作。蓄热室“放热”后应立即引入适量洁净空气对该蓄热室进行清扫（以保证VOC去除率在98%以上），只有待清扫完成后才能进入“蓄热”程序。否则残留的VOCS随烟气排放到烟囱从而降低处理效率。

二、蓄热式催化剂焚烧炉RCO(RegenerativeCatalyticOxidation)

排放自工艺含VOCs的废气进入双槽RCO，三向切换风阀将此废气导入RCO的蓄热槽而预热此废气，含污染的废气被蓄热陶块渐渐地加热后进入催化床，VOCs在经催化剂分解被氧化而放出热能于第二蓄热槽中之陶块，用以减少辅助燃料的消耗。陶块被加热，燃烧氧化后的干净气体逐渐降低温度，因此出口温度略高于RCO入口温度。三向切换风阀切换改变RCO出口/入口温度。如果VOCs浓度够高，所放出的热能足够时，RCO即不需燃料。例如RCO热回收效率为95%时，RCO出口仅较入口温度高25℃而已。

三、催化剂焚烧炉（CatalyticOxidizer）

催化剂焚烧炉的设计是依废气风量，VOCs浓度及所需知破坏去除效率而定。操作时含VOCs的废气用系统风机导入系统内的换热器，废气经由换热器管侧而被加热后，再通过燃烧器，这时废气已被加热至催化分解温度，再通过催化剂床，催化分解会释放热能，而VOCs被分解为二氧化碳及水气。之后此一热且经净化气体进入换热器之壳侧将管侧未经处理的VOC废气加热，此换热器会减少能源的消耗，最后，净化后的气体从烟囱排到大气中。

四、直接燃烧焚烧炉（DirectFiredThermalOxidizer-DFTO）

直燃式焚烧炉的设计是依废气风量，VOCs浓度及所需知破坏去除效率而定。操作时含VOCs的废气用系统风机导入系统内的换热器，废气经由换热器管侧而被加热后，再通过燃烧器，这时废气已被加热至催化分解温度(650~1000℃)，并且有足够的留置时间(0.5~2.0秒)。这时会发生热反应，而VOCs被分解为二氧化碳及水气。之后此一热且经净化气体进入换热器之壳侧将管侧(tubeside)未经处理的VOC废气加热，此换热器会减少能源的消耗(甚至于某适当的VOCs浓度以上时便不需额外的燃料)，最后，净化后的气体从烟囱排到大气中。

五、浓缩转轮/焚烧炉（RotorConcentrator/Oxidizer）

浓缩转轮/焚烧炉系统吸附大风量低浓度挥发性有机化合物(VOCs)。再把脱附后小风量高浓度废气导入焚烧炉予以分解净化。大风量低浓度的VOCs废气，通过一个由沸石为吸附材料的转轮，VOCs经被转轮吸附区的沸石所吸附后净化的气体经烟囱排到大气，再于脱附区中用180℃~200℃的小量热空气，将VOCs予以脱附。如此一高浓度小风量的脱附废气在导入焚烧炉中予以分解为二氧化碳及水气，净化的气体经烟囱排到大气。这一浓缩的工艺大大地降低燃料费用。

六、氯化有机物催化剂焚烧炉（ChlorinatedCatalyticOxidizer）

氯化有机物催化剂焚烧炉系统依风量，污染物种类及所需去除效率而设计。在运行操作时，含VOCs的废气经氯化有机物催化剂焚烧炉风机抽到系统换热器中。废气通过换热器的管侧，再到燃烧机，此处将废气加热到催化剂反应温度。含VOCs废气通过特制的抗卤化物毒化的催化剂，转化成二氧化碳，水气并放出热。这热净化的气体通过换热器的壳侧，将热能加热浸入系统的废气，如此可以将燃料费用降到最小，在许多时候，如VOCs浓度够高，可以不需额外燃料系统即可自行运转。

常见VOC 有机废气净化处理方法汇总

优先选择成本低、能耗少、无二次污染的废气净化处理方法，充分利用废气的余热，实现资源的循环利用。一般情况下，石化企业由于其生产活动的特殊性，排气浓度高，多采用冷凝、吸收、燃烧等方法进行废气的净化处理。而印刷等行业的排气浓度低，多采用吸附、催化燃烧等方法进行废气净化处理，下面就这几种方法进行简单概述：

1）冷凝回收法

冷凝法就是将工业生产的废气直接引入到冷凝器中，经过吸附、吸收、解析、分离等环节的作用和反应，回收有价值的有机物，回收废气的余热，净化废气，使废气达到排放标准。当有机废气浓度高、温度低、风量小时，可采用冷凝法进行净化处理，一般应用于制药、石化企业。通常还会在冷凝回收装置后面再加装一级或多级的其他有机废气净化装置，以做到达标排放。

2）吸收法

工业生产中多采用物理吸收法，就是将废气引入吸收液中进行吸收净化，吸收液饱和后进行加热、解析、冷凝等处理，回收余热。在浓度低、温度低、风量大的情况下可踩踏吸收法，但需要配备加热解析回收装置，投资额大。涉及油漆涂装作业企业常用的油帘、水帘吸收漆雾的方法，即常见的有机废气吸收法。

3）直接燃烧法

直接燃烧法就是利用燃气等辅助性材料将废气点燃，促使其中的有害物质在高温燃烧下转变成无害物质，该方法投资小，操作简单，适用于浓度高、风量小的废气，但其安全技术要求较高。

4）催化燃烧法

催化然后就是将废气加热经催化燃烧后转变成无害的二氧化碳和水。该方法适用于温度高、浓度高的有机废气净化处理中，其具有燃烧温度低、节能、净化率高、占地面积少等优点，但投资较大。

5）吸附法

吸附法又可分成三种：

直接吸附法：利用活性炭对有机废气进行吸附净化处理，净化率可达95%以上，该方法设备简单、投资少，但需要经常更换活性炭，频繁的装卸、更换等程序增加运行费用。

吸附-回收法：利用纤维活性炭吸附有机废气，使其在趋近饱和状态下过热蒸汽反吹，实现脱附再生。

新型吸附-催化燃烧法：该方法综合吸附法与催化燃烧方法的优点，具有运行稳定、投资少、运行成本少、维修简单等优点。其利用新型吸附材料对有机废气进行吸附处理，使其在接近饱和状态下在热空气的作用下吸附、解析、脱附，接着再将废气引入催化燃烧床进行无焰燃烧处理，实现废气的净化处理。该方法适用于浓度低、风力大的废气净化处理中，是当前国内应用最多的一种废气净化处理办法。

RCO+活性炭吸附

产品性能特点

操作方便，设备工作时，实现自动控制，安全可靠。

设备启动，仅需要15～30分钟升温至起燃温度。

采用当今*的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝状陶瓷载体催化剂，表面面积大，阻力小，净化效率高。

使用寿命长，催化剂一般五年更换，并且载体可再生。

安全性高、净化效率高达92％以上。

可采用燃气助燃，亦可采用电加热方式助燃。

适用于间歇、连续生产，运行可选用离线、在线两种方式。

装置结构组成

  RCO设备主要由预处理单元、吸附浓缩单元、催化氧化单元、通风单元、电控单元等几个系统构成。

适用工况条件

  适用低、中、高浓度的VOCs混合废气，处理风量范围可达1000～200000Nm3/h对含有卤素、硫、磷、砷等化合物的VOCs，需先通过预处理系统净化分离对活性炭及催化剂有害物质，保证活性炭及催化剂使用寿命和系统安全运行。

适用范围

适用行业主要有

  汽车、造船、摩托车、自行车、家用电器、集装箱等生产厂的涂装生产线、石油、化工、橡胶、油漆、涂料、制鞋粘胶、塑胶制品印铁制罐、印刷油墨、电缆及漆包线等生产线。

RCO+沸石转轮

产品性能特点

高吸、脱附效率，使原本高风量、低浓度的VOCs废气，转换成低风量、高浓度的废气，降低后端终处理设备的成本。

沸石转轮吸附VOCs所产生的压降低，可大大减少电力能耗。

浓缩倍数达到5-20倍，大大缩小后处理设备的规格，运行成本更低。

成体系统采用模块化设计，具备了小的空间需求，且提供了持续性及无人化的操控模式。

连续运转，安全性高。由于核心材料是分子筛，惰性高，对于活性炭难处理的苯乙烯和环乙酮等具有热聚合性的VOCs，也可以使用疏水性分子筛高效率的进行处理。

装置结构组成

浓缩转轮吸附装置是利用“吸附—脱附—冷却”三项连续变温的吸脱附程序，VOCs废气通过转轮的旋转，同时完成气体的吸附和转轮的再生过程。进去浓缩转轮的有机废气经过沸石吸附净化后直接通过烟囱排放到大气中。被吸附的有机物因转轮持续转动（每小时1—6转）而进入脱附区，利用加热气体将在此区域脱附，使得低浓度、大风量有机废气浓缩为高浓度、小流量的浓缩气体，进入焚烧装置进行燃烧转换成二氧化碳及水蒸气排放至大气中。如此持续循环工作。

适用工况条件

适用低、中、高浓度的VOCs混合废气，对含有卤素、硫、磷、砷等化合物的VOCs，需先通过预处理系统净化分离对分子筛及催化剂有害物质，保证分子筛及催化剂使用寿命和系统安全运行。

适用范围

适用行业主要有

  表面涂装业、木材加工业、半导体制造业、电子零组件制造业、印刷业、包装材料制造业、涂料制造业、化学材料制造业、制药业、金属锻造业、造纸业、印刷电路板制造业、光电材料及元件制造业、汽车制造业、航空业等。

RTO+沸石转轮

技术特点

    分子筛转轮+RTO组合工艺特点，氧化温度～800℃，采用蓄热陶瓷作为换热器，换热效率＞95％，处理效率90％～99％，占地面积相对适中，耐温～1000℃，可处理含硫、卤素等有机物质，适于连续运行。

工作原理及性能特点

    沸石浓缩转轮装置系统吸附大风量低浓度挥发性有机化合物（VOCs），再把托付后小风量高浓度废气导入焚烧炉予以分解净化，大风量低浓度有机废气通过一个由沸石为吸附材料的转轮，VOCs经被转轮吸附区的沸石所吸附后净化的气体经烟囱排到大气，再于另一脱附区中使用180℃～230℃的小量热空气，将VOCs予以脱附，如此一高浓度小风量的脱附废气再导入焚烧炉中予以分解为二氧化碳及水气，净化后的气体经烟囱排到大气，这一浓缩工艺大大降低燃料费用，该系统是处理高风量、低浓度有机废气运行成本的技术之一，工艺废气通过前置过滤网将漆雾粉尘及粒状污染物去除，在通过不可燃烧的沸石分子筛转轮予以吸附，干净空气再排到大气中，由于转轮慢速旋转，会通过脱附区，经由一少量高温脱附空气予以脱附，脱附后的高浓度废气再导入小型焚烧炉或催化式焚烧炉将VOCs分解，脱附工艺装设二次补偿加热器可供应脱附热空气，以达节省能源目的。

    结合转轮浓缩+蓄热式焚烧炉（RTO）组合模式，实现投资和使用费用的相对降低。由浓缩装置前期处理超大风量，低浓度的有机废气，再将浓缩为较低风量和较高浓度废气输送到蓄热式焚烧炉，使氧化炉相对紧凑，同时燃烧费用降低。

    浓缩机的净化效率在95％以上，而蓄热氧化炉的处理效率达到99％以上，尽管是浓缩后的废气，一样满足国家及相关排放指标。

    采用PLC微机集中控制系统，设备运行、操作过程实现全自动化。运行过程稳定、可靠。

系统构成

  沸石浓缩转轮由废气预处理系统、分子筛转轮浓缩吸附系统、脱附系统、冷却干燥系统和自动控制系统等组成。

装置特点与优势

高吸、脱附效率，使原本高风量、低浓度的VOCs废气，转换成低风量、高浓度的废气，降低后端终处理设备的成本。

沸石转轮吸附VOCs所产生的压降极低，可大大减少电力能耗。

浓缩倍数达到5—20倍，大大缩小后处理设备的规格，运行成本更低。

整体系统采用预组及模块化设计，具备了最小的空间需求，且提供了持续性及无人化的操控模式。

经过处理后的废气，可达到国际排放标准。

活性炭吸附与沸石转轮吸附对比

工程案例1

客户信息：天津市宝坻区某体育器材有限公司

●废气来源：喷涂车间

●废气主要成分：甲苯、二甲苯

●废气风量：20000Nm3/h

●废气浓度：300mg/m3

●工艺设计：多级干式过滤+活性炭吸附+蓄热式催化氧化

●设备负荷：吸附2000Nm3/h，蓄热氧化1250Nm3/h

●吸附效率：≥90％

●氧化：99％

●处理效果：《大气污染综合排放标准》GB16297-1996、

工程案例2

客户信息：天津市宁河区某美国独资企业

●废气来源：喷涂车间

●废气主要成分:甲苯、二甲苯、非甲烷总烃

●废气风量：60000Nm3/h

●废气浓度：400mg/m3

●工艺设计：水喷淋塔+光氧催化+活性炭吸附+催化氧化

●设备负荷：吸附60000Nm3/h,氧化1250Nm3/h

●吸附效率：≥90％

●氧化：≥93％

●处理效果：《大气污染综合排放标准》GB16297-1996

工程案例3

客户信息：四川某履带制造控股股份有限公司

●废气来源：喷漆房换风废气

●废气主要成分：甲苯、二甲苯、苯乙烯、非甲烷总烃、醋酸丁酯

●废气风量：30000Nm3/h

●废气浓度：500mg/m3

●工艺设计：活性炭吸附+在线式催化氧化

●设备负荷：吸附30000Nm3/h,氧化1250Nm3/h

●吸附效率：≥90％

●氧化：93％

●处理效果：《大气污染综合排放标准》GB16297-1996

工程案例4

客户信息：上海南翔某家具制造有限公司

●喷涂车间

●废气主要成分：甲苯、二甲苯

●废气风量：50000Nm3/h

●废气浓度：300mg/m3

●工艺设计：多级干式过滤器+活性炭吸附+蓄热式催化氧化

●设备负荷：吸附50000Nm3/h，蓄热氧化1250Nm3/h

●吸附效率：≥90％

●氧化：≥93％

●处理效果：《大气污染综合排放标准》GB16297-1996