1-RCO工艺简介
1.1工艺流程
某化工企业的聚乙烯装置以乙烯为主要原料,以丙烯和丙醛为调整剂,在反应温度270~330℃、反应压力220~300MPa(G)条件下生产聚乙烯产品,通过气力输送将挤压造粒后合格的聚乙烯颗粒进行包装。在气力输送过程中,主要成分为乙烯,废气进入RCO装置进行催化氧化处理,满足排放标准后进行排放。
来自脱气料仓的废气首先经过一组袋式过滤器进行初步过滤,收集废气中的聚乙烯粉尘在袋式过滤器底部收集罐内。初步洁净的废气进入氧化炉燃烧室内,并通过蓄热床层进行预热,达到催化氧化温度后,通过催化剂的作用在氧化炉内进行催化氧化反应,生成CO2和H2O,处理后的尾气在燃烧室出口与新进入的废气进行热量交换,随后通过排放烟囱进行排放,并对排放指标的非甲烷总烃、氮氧化物、烟尘等进行实时监测。
在RCO装置运行初期,通过点火喷嘴点燃燃料气对整个燃烧室炉膛进行升温操作,直至满足反应温度。RCO装置设置2组燃烧室,并通过两进两出的提升阀交替运行,实现进出口废气热量交换,节约能耗。当RCO装置运行出现故障后,在入口直接切换至排放烟囱,进行无处理排放,直至燃烧室温度满足燃烧条件后,再次切回催化氧化处理流程。
1.2RCO工作原理
当生产废气进入RCO装置燃烧室后,在氧化炉内形成一种气-固相反应体系,使废气中的VOCs组分与反应炉中的催化剂形成更加均匀的均相分散体系。在催化氧化过程中,首先因催化剂的吸附作用,将废气中的VOCs组分聚集在催化剂表面,形成中间活性中心,不仅提高了催化剂表面的反应物浓度,也因形成的中间活性物质较原VOCs组分具有较高的反应活性,从而使催化氧化反应所需的活化能大幅降低,能够在较低的反应温度下进行催化氧化反应,同时因催化剂表面中间活性物浓度增加,也加快了催化氧化反应速率,VOCs组分与氧气在催化剂活性中心发生氧化反应,生成CO2和H2O,并放出热量,达到装置废气的清洁化、无害化排放。
1.3选择RCO的必要性
在处理VOCs的实际应用中,许多企业采用直接热氧化技术RTO,该技术是使用液化气、天然气等将反应炉膛加热至800℃左右,使废气中的有机组分氧化分解成CO2和H2O直接排放。近年来,随着企业对处理VOCs技术的研究尤其对催化剂的开发取得进步,RCO普遍应用到VOCs处理工艺中。相较于RTO处理工艺,RCO具有许多明显优势,燃烧温度为300~500 ℃,明显低于RTO所需的燃烧温度800~1000℃,在燃烧炉内不必维持高温,减少了燃烧物质的消耗,反应产物基本没有NOX,且RCO投资金额约为RTO的80%。
综上所述。RCO具有反应温度低、安全性高、运行成本低等优点。但RCO也存在对处理物质选择性小的弊端,一般处理碳氢化合物效果较好,处理成分复杂的有机物时,往往会因为其中一些未知组分发生不明化学反应,导致催化剂中毒或者活性降低,进而影响废气处理效果。高压聚乙烯装置产生的废气中主要是烃类和微量的醛类物质,因此采用RCO能够有效处理废气中的有机物质,使之生成无害物质,做到清洁生产、无害排放。
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