VOC的蓄热式热氧化处理技术

常见的废气处理工艺是什么?由于废气的种类比较多，处理的方法也各不相同，燃烧法、催化法、吸附法、光氧催化发等是国内比较常用的方法;生物法、低温等离子法等是近几年国外研发出来的一种新技术、新工艺，以下是深圳环保公司技术人员对常见的废气处理工艺作的简要介绍。

一.蓄热燃烧法：蓄热式热氧化（简称RTO）回收热量采用一种新的非稳态热传递方式。

主要原理是：有机废气和净化后的排放气交替循环，通过多次不断地改变流向，来最大限度地捕获热量，蓄热系统提供了极高的热能回收。

通过燃烧来消除有机物的，其操作温度高达700℃－1,000℃，这样不可避免地具有高的燃料费用；为降低燃料费用，需要回收热量，有两种方式：传统的间壁式换热，新型非稳态蓄热换热技术。

二.催化燃烧法：本法是把废气加热到200～300℃经过催化床催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水，达到净化目的。

该法适用于高温、中高浓度的有机废气治理，国内外已有广泛使用的经验，效果良好。

该法是治理有机废气的有效方法之一，但对于低浓度、大风量的有机废气治理存在设备投资大、运行成本较高的缺点。

三.活性炭吸附法：利用吸附剂（粒状活性炭和活性炭纤维）的多孔结构，将废气中的VOC捕获。

将含VOC的有机废气通过活性炭床，其中的VOC被吸附剂吸附，废气得到净化，而排入大气。

活性炭吸附法主要用于脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、常用醇类、部分酮类和酯类等的回收。

对于水溶性VOC气体，用精馏将液体混合物提纯；水不溶性VOC气体，用沉析器直接回收VOC。

比如，涂料中所用的“三苯”与水互不相溶，故可以直接回收。

四、低温等离子技术：低温等离子技术比较适用于低浓度、小分子废气物的处理，它是继固、液、气这三者之后的第四态，当外加电压至气体着火点电压时，气体击穿，产生一新混合体。

之所以成为低温等离子是由于，在放电的过程中虽然电子的温度达到很高，但重粒子温度缺很低，致使整个体系呈现低温状态。

五、光催化技术:光催化技术是适用于低浓度废气物的处理方式之一，它是将TiO2作为催化剂，反应条件比较温和，光解速度较快，光催化的产物：CO2、H2O或其它，它的应用范围比较广，包括醛、酮、氨等有机物废气物，都可利用TiO2进行光催化清除。

废气处理装置蓄热式废气焚烧炉技术（RTO）介绍一、国内外废气处理技术分析挥发性有机废气(VOCs)是指沸点在50～260℃、室温下饱和蒸气压超过133.3 Pa 的易挥发性有机化合物，其主要成分为烃类、硫化物、氨等。

有机废气是有害人体健康的污染物质，它与大气中的NO2反应生成O3，可形成光化学烟雾，并伴随着异味、恶臭散发到空气中，对人的眼、鼻和呼吸道有刺激作用，对心、肺、肝等内脏及神经系统产生有害影响，有些则是影响人体某些器官和机体的变态反应源，甚至造成急性和慢性中毒，可致癌、致突变，同时可导致农作物减产。

因此，VOCs处理越来越受到各国的重视，许多发达国家都颁布了相应的法令以限制 VOCs的排放，已成为大气污染控制中的一个热点。

据不完全统计，全国各行业产生有机废气的企业80％的没有废气处理设备，废气直接排放；10％的企业拥有热力焚烧炉，其余10％的企业拥有其它形式的废气处理设备。

在拥有废气处理设备的企业中，又有半数以上因为运行费用过高而不经常使用。

目前国内外对治理挥发性有机废气开展了大量的研究和应用，下面将对这些处理技术加以介绍。

1、吸附处理技术吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理流体混合物，使其中所含的一种或数种组分浓缩于固体表面上，以达到分离的目的。

吸附法在VOCs的处理过程中应用极为广泛，主要用于低浓度高通过量有机废气(如含碳氢化合物废气)的净化。

该方法去除率高，无二次污染，净化效率高，操作方便，且能实现自动控制；不足之处是由于吸附容量受限，不适于处理高浓度有机气体，当废气中有胶粒物质或其它杂质时，吸附剂易失效，同时吸附剂需要再生。

2、催化燃烧处理技术催化燃烧技术(AOGC)是指在较低温度下，在催化剂的作用下使废气中的可燃组分彻底氧化分解，从而使气体得到净化处理的一种废气处理方法。

该法适用于处理可燃或在高温下可分解的有机气体。

催化燃烧主要具有以下优点：①为无火焰燃烧，安全性好；②对可燃组分浓度和热值限制较小；③起燃温度低，大部分有机物和CO在200～400℃即可完成反应，故辅助燃料消耗少，而且大量地减少了NOx的产生；④可用来消除恶臭。

·技术与应用·试析VOC废气蓄热式热氧化处理方法■王小峰 褚维平 周永贤 戴立燕南京中船绿洲环保有限公司 江苏南京 210039摘 要：随着社会经济发展，环境保护变得愈发重要，而目前传统行业废气处理方式较为传统，例如石油、印刷、轻化业等行业仍普遍存在直燃式焚烧炉有机废气。

相较与直燃式焚烧炉，蓄热式氧化器优点更为明显，利用氧化器中蜂窝陶瓷蓄热体升温储热原理，当蓄热体温度到达一定程度，超过处理有机废气的温度时，即使炉内火灭掉，仍能利用陶瓷储存温度处理有机废气。

蓄热式氧化器相比更节省，安全可靠性更高，能在多个范围内应用，是一种更环保，利用性更高的VOC废气处理方式。

关键词：VOC；废气处理；蓄热式热氧化处理1.现阶段VOC废气的处理目前社会环境污染物种类较多，例如常见的具有挥发性的有机化合物是在制药、喷漆、印刷、石油化工过程等行业中普遍存在的污染物。

这些挥发性物质大部分有毒且有明显难闻的刺激性味道，经证明，部分挥发性有机化合物甚至可导致癌症。

由于挥发性物质具有容易燃烧和爆炸的特性，容易产生事故，对工厂生产安全具有危险性。

正是因为有机化合物对人类安全造成威胁，国家开始管理整治对VOC的排放处理。

我国相较于欧盟国家发展较为缓慢，而像美国早在29年前就开始规定有机废气排放标准，政府参与其中开始严格控制，尤其是污染物中占比例最多的挥发性有机化合物。

我国也开始颁布《大气污染防治法》以及《大气污染综合排放标准》等法规整治有机化合物VOC废气的排放，对于可回收的有毒可燃气体进行回收处理。

使挥发性有机物的排放标准得到完善，并规定讲大部分的VOC按照非甲烷类烃进行处理。

但VOC处理方法有两种：破坏性和非破坏性。

常见的热氧化法属于 破坏性方法，可将挥发性有机物经化学处理成环保的二氧化碳和水；而利用活性炭吸附、化学冷凝法较为温和，属于非破坏性方法。

2.利用蓄热式氧化方法处理VOC用热氧化和化学催化氧化方法破坏挥发性有机物属于热氧化法。

VOCs废气处理主流技术之一：RTO蓄热氧化炉随着环保理念的不断推行，治理政策的逐渐深入，大气十条、环保税法、专项督查，VOCs进入大家的视野，挥发性有机废气（VOCs）已然成为目前环保针对的一个重要内容。

VOCs来源众多、种类繁多、排放量多、指标更多，成分杂、浓度宽、风量广、有间歇性，并且危害环境，危害人们身体健康。

一、概述VOCs排放行业有石油化工、制药行业、食品发酵、涂装行业、包装印刷、家具行业、汽车零部件等，产生含氯有机物、含氮有机物、含硫有机物；烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮、醚等物质。

根据高、中、低的不同浓度可以把VOCs处理工艺大致分为三大类，进而还可以衍生出多种处理VOCs的方法，如UV光解、低温等离子、吸附法、生物法、催化氧化法等。

从处理效果出发又可以把方法分为2两大类：回收技术和消除技术，可以总结如下：●吸附：中低浓度，较成熟，主流技术●吸收：中高浓度，逐步发展●冷凝：高浓度，中小风量，较成熟●膜分离：不成熟，主要用于油气回收●燃烧：中浓度，较成熟，主流技术●生物：低浓度和恶臭处理，逐步发展●光催化：不成熟，超低浓度，反应速度慢●等离子：恶臭处理，去除率低，有待规范二、RTO蓄热氧化炉1、原理：RTO （Regenerative Thermal Oxidizer，简称RTO），蓄热式氧化炉。

其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。

根据客户实际需求，选择不同的热能回收方式和切换阀方式。

2、对比：RTO，是一种高效有机废气治理设备。

与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉（TO）相比，具有热效率高（≥95%）、运行成本低、能处理大风量中低浓度废气等特点，浓度稍高时，还可进行二次余热回收，大大降低生产运营成本。

VOCs废气蓄热焚烧工艺RTO设计要素解析蓄热式焚烧装置（RTO）是燃烧处理有机物污染废气，并利用蓄热体换热并用于废气本身升温的装置，是目前有效处理VOC废气的一种有效措施。

1.适合RTO装置焚烧的废气情况一般情况下，挥发性有机物浓度在25%LEL（可燃气体爆炸下限）以下、燃烧绝热温升在40℃以上的废气，均适合RTO装置处理。

VOCs浓度小于2000mg/Nm³、致绝热燃烧温升低于40℃的需助燃，以提高其绝热温升至40℃以上的废气类型。

2主要组成系统的工艺设计蓄热式焚烧装置由蓄热室、燃烧室、换向阀和控制系统等结构组成。

其主要组成系统的工艺设计包括：蓄热室床数选定、蓄热体材料和类型选取和蓄热体量的计算、空塔进气流速的确定；燃烧室的燃烧温度、烟气停留时间、燃烧器的选取；阀门切换时间；保温耐火材料的选取和数量计算；预处理措施和安全保障措施的配套等。

2.1工艺系统整体要求系统设计压降低于3000Pa。

蓄热燃烧装置应进行整体内保温，外表面温度不高于60℃（部分热点除外）。

环境温度较低、湿度较大时，有采取保温、伴热等防凝结措施。

具有反烧和吹扫功能。

2.2蓄热室蓄热室是焚烧装置进行热量交换的空间，其具体结构和尺寸根据热回收效率要求、蓄热体结构性能、系统压降等因素计算确定。

2.2.1燃烧工艺和蓄热室数量的选定蓄热燃烧工艺可以分为固定式和旋转式蓄热燃烧等。

固定式蓄热燃烧工艺有二室、三室、五室等，理论上蓄热室数量越多，净化效率越高，但设备投资或者占地也随之提高。

旋转式RTO装置有旋转气缸型、盘型和旋转阀门型，其中旋转式RTO的结构除驱动区、分配区外，其余与固定式相同。

一般情况下，燃烧工艺考虑三室固定式蓄热燃烧工艺的较多，占地有限制条件时可以考虑旋转阀门型等燃烧工艺。

2.2.2蓄热室热回收效率要求要求蓄热室对热回收效率不小于95%，主要是要控制排放气体的温度。

热回收效率比较简单的计算方法处理废气热量的平衡方法，如进气温度在30℃，排气温度要求60℃，燃烧室的温度要求在800℃时，则热回收效率为96.1%，即(800-60)/(800-30)=96.1%。

RTO技术是近年来我国在燃烧法的基础上发展出来的新技术，该应用虽然晚于活性炭吸装置，但由于其操作简单，运行维护较少，对挥发性有机物的去除效率较高，一般在95%以上，是目前我国有机废气治理的主要技术之一。

蓄热式热氧化器（RegenerativeThermal Oxidizer简称RT0）是将有机废气加热到760℃以上，在高温下发生氧化反应，使废气中的碳氢化合物氧化变成CO2和H2O，直接排放到大气。

由于RTO装置包括一组热回收率高达95%的陶瓷填充床器，所以在处理过程中只消耗很少的燃料或不消耗燃料，在浓度更高时还可向外输出热量进行二次热回收利用。

RTO是TO(气体焚烧炉）的改进结构，是将原TO中的空气预热器（板式或管式，热回收率国产约50%，德国最大为85%）替换为陶瓷填充床空气预热器，热回收率达到95%，所以可将95%的热用来预热废气，氧化废气中的有机物只需要5%的热量即可。

1.RTO工艺原理RTO的工作原理：有机物（VOCs）在一定温度下与氧气发生反应，生成CO2和H2O，并放出一定热量的氧化反应过程，RTO是把废气加热到700℃以上，使废气中的VOC氧化分解为CO2和H2O，氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体，使之升温“蓄热”，并用来预热后续进入的有机废气，从而节省废气升温燃料消耗的处理技术。

1.1旋转RTO工作原理旋转RTO的蓄热体中设置分格板，将蓄热体床层分为几个独立的扇形区。

废气从底部经进气分配器进入预热区，使气体温度预热到一定温度后进入顶部的燃烧室，并完全氧化。

净化后的高温气体离开氧化室，进入冷却区，将热量传给蓄热体而气体被冷却，并通过气体分配器排出。

而冷却区的陶瓷蓄热体吸热，“贮存”大量的热量（用于下个循环加热废气）。

为防止未反应的废气随蓄热体的旋转进入净化气出口去，当蓄热体旋转到净化器出口区之前，设有一扇形区作为冲洗区。

通过蓄热体的旋转，蓄热体被周期性的冷却和加热，同时废气被预热和净化器冷却。

高效吸附-脱附-(蓄热)催化燃烧VOCs治理技术（附案例）关于废气治理，本文将介绍VOCs治理方法，主要涉及高效吸附-脱附-(蓄热)催化燃烧VOCs治理技术，详情如下：【技术名称】高效吸附-脱附-(蓄热)催化燃烧VOCs治理技术【技术内容】利用高吸附性能的活性碳纤维、颗粒炭、蜂窝炭和耐高温高湿整体式分子筛等固体吸附材料对工业废气中的VOCs进行富集，对吸附饱和的材料进行强化脱附工艺处理，脱附出的VOCs进入高效催化材料床层进行催化燃烧或蓄热催化燃烧工艺处理，进而降解VOCs。

该技术的VOCs去除效率一般大于95%，可达98%以上。

采用的关键技术主要包括：(1)高效的吸附材料：高吸附性能的活性碳纤维、颗粒活性炭、蜂窝炭和耐高湿整体式分子筛VOCs吸附材料;(2)高效的催化材料：纳米孔材料、稀土分子筛催化材料;(3)高效的除漆雾技术、安全吸附技术、脱附技术;(4)高效的催化氧化技术、蓄热催化燃烧技术。

工艺流程主要包括：(1)预处理：排放废气中可能含有少量粉尘，因此在吸附净化前端一般需加装高效纤维过滤器或高效干湿复合过滤器，对废气粉尘进行拦截净化。

(2)吸附阶段：去除尘杂后的废气，经合理布风，使其均匀地通过固定吸附床内的吸附材料层过流断面，在一定停留时间内，由于吸附材料表面与有机废气分子间相互作用发生物理吸附，废气中的有机成份吸附在活性炭表面积，使废气得到净化;净化装置设置两台以上吸附床，即废气从其他几台经过，确保一台处于脱附再生或备用，保证吸附过程连续性，不影响实际生产。

(3)脱附-催化燃烧：达到饱和状态的吸附床应停止吸附转入脱附再生。

启动脱附风机、开启相应阀门和远红外电加热器，对(蓄热)催化燃烧床内部的催化剂预热，同时产生一定量热空气，当催化床层温度达到设定值时将热空气送入吸附床，吸附材料床层受热解吸出高浓度有机气体，经脱附风机引入催化燃烧床。

当废气浓度较高、反应温度较高时，补冷风机自动开启，确保催化燃烧床安全、高效运行。

VOCs处理的蓄热式氧化炉(RTO)危害因素分析以及安全应对措施建议目录摘要 (1)引言 (1)1 .RTo工作原理介绍 (2)2 .蓄热式热力焚化炉简介 (3)3 .企业使用情况现状调查 (4)4 .VoCS废气处理工艺之RTO危害要素分析及对策 (5)4.1.园区部分企业RTO事故原因分析 (5)4.2.RTO及相关设施主要危害因素分析 (5)4. 3.RTO及相关设施危害因素分析 (6)5.安全对策措施 (7)5. 1.去除不宜进入RTO的有机废气组分 (7)5. 2.保证废气浓度、气量相对稳定 (7)5. 3.根据需要在缓冲罐、主要废气产生部位安装在线检测仪器 (7)5. 4.提高自动化控制程度 (7)5. 5.防止发生回火 (8)5. 6.防止静电产生 (8)5. 7.防止爆炸危害扩大 (8)5. 8.确保有机废气浓度不超标 (8)5.9. 设计适合自身的流程 (8)5.10. 编制符合实际的《安全操作规程》等 (9)5.11. 排气管截面积宜比进气管截面积大 (9)6.结论 (9)摘要通过对企业使用RTO情况调查，对RTO装置存在的危害因素进行分析探讨，对RTO设施本身及相关设施提出了安全对策措施，为RTO生产企业和使用企业在完善设计、使用方面提出了参考性意见。

引言蓄热式热氧化炉(RTo)是一种高效有机废气治理设备。

与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉(TO)相比，具有热效率高、运行成本低、能处理大风量低浓度废气等特点。

本文对RTO及相关设施危害因素进行详细分析。

近几年，随着环境保护上有机废气(VOC)排放要求的提高，RTO技术在有机废气回收治理方面越来越普遍，目前在石油化工、化学制药、喷漆房、油漆和涂料生产、化学品制造行业已得到广泛应用。

RTO技术为有机废气治理提供了一个行之有效的处理办法，为化工、医药等间隙生产企业的有机废气回收治理开启了新的篇章。

但各类企业基本情况差异较大、目前RTO应用上的局限性、以及RTO厂商和企业缺乏安全方面设计等原因，在投入生产使用后，由于各种原因已发生了不少生产安全事故，不少使用效果也没有达到预期效果，给部分企业使用RTO蒙上了一层阴影。

【备案号】A20150819【技术名称】治理VOCs的RTO及余热利用技术【技术内容】以蜂窝陶瓷蓄热体为核心材料制成的蓄热式热力氧化RTO系统，经“蓄热—放热—清扫”过程，实现使工业生产过程中排放的可挥发性有机化合物VOCs的无害化燃烧，使VOCs的排放达到行业排放法规要求。

利用燃烧产生的余热，经余热锅炉和汽轮发电系统发电，或直接生产蒸汽或热水，达到节能和环保的目的。

系统VOCs的脱除率大于95%，能量回收率高于90%。

【适用范围】用于石油、化工、农药等行业图1 直立式RTO 图2 回转式RTO典型案例【案例名称】100000Nm3/h顺酐及高热值有机废气处理工程【项目概况】本项目于2012年6月签订建设项目合同，2012年10月完成项目设计、制造和系统集成，2013年8月完成系统安装调试。

【主要工艺原理】RTO系统主体结构为设置有蜂窝陶瓷蓄热体的蓄热室和燃烧室，为满足蓄热要求，设置有两个或多个蓄热室，每个蓄热室依次经历“蓄热-放热-清扫”程序。

有机物废气VOCs氧化产生的高温气体流经低温蓄热体时，蓄热体升温“蓄热”，并把后续进入的有机废气加热到接近热氧化温度后，进入燃烧室进行热氧化，使有机物转化成CO2和H2O。

净化后的高温气体，经过另一蓄热体，与低温蓄热体进行热交换，温度下降。

ECU控制系统按一定规则控制各蓄热体单元切换阀的开闭，实现蓄热体“吸热- 放热”的循环切换。

RTO系统配备合适设备可实现VOCs燃烧的余热利用。

图3 RTO余热利用系统结构图图4 RTO技术原理图【关键技术或设计创新特色】采用先进的多室循环运行工艺技术；基于废气成分与热值大风量多室RTO制造工艺技术；采用可靠的机械硬密封阀门；降低震荡的废气分散流动技术；高精度控制系统，SIMENS S300系统。

图5 案例现场图【主要技术指标】本项目系统出口废气指标满足DB11/447-2007标准的要求，CO脱除率98.3%，VOCs脱除效率达到97.2%(CO入口浓度12300mg/Nm3，出口浓度209mg/Nm3；VOCs入口浓度为640mg/Nm3，出口浓度18mg/Nm3)，系统热能回收率达到95%以上。