1 蓄熱焚燒與蓄熱催化氧化焚燒流程

三塔 RCO 與三塔 RTO 整體流程相似，不同之處在于是否填裝催化劑以及運(yùn)行溫度水平( RCO 運(yùn)行溫度 250 ～ 350 ℃; RTO 運(yùn)行溫度 850 ～ 900 ℃) ，三塔 RTO 在每個(gè)蓄熱室的蓄熱體上部填裝催化劑即轉(zhuǎn)換為三塔 RCO。RCO系統(tǒng)見圖 1。

初始狀態(tài)廢氣從 A 室進(jìn)入，催化氧化處理后通過 B 室排出，同時(shí) C 室執(zhí)行反吹動(dòng)作; 在一個(gè)切換周期后，廢氣從B 室進(jìn)入，催化氧化處理后通過C室排出，同時(shí) A 室執(zhí)行反吹動(dòng)作; 在下一個(gè)切換周期后，廢氣從C 室進(jìn)入，催化氧化處理后通過 A 室排出，同時(shí) B 室執(zhí)行反吹動(dòng)作; 下一個(gè)切換周期后循環(huán)至初始狀態(tài)。

催化劑床層布置于蓄熱體床層上部，并通過格柵板與蓄熱體分層，留有空間監(jiān)測(cè)催化劑入口處溫度; 燃燒器布置于頂部爐膛側(cè)墻中間位置; 在蓄熱催化氧化爐內(nèi)部設(shè)置 3 組( 共 9 支)熱電偶，分別監(jiān)測(cè)蓄熱室底部溫度、催化劑入口處溫度、爐膛溫度，爐膛溫度參與控制、聯(lián)鎖，催化劑入口處溫度參與聯(lián)鎖，在溫度達(dá)到催化劑中毒溫度前聯(lián)鎖停車。在催化劑中毒失效或達(dá)到使用壽命失效后，將催化劑以及催化劑支撐取出并局部重新保溫后即可實(shí)現(xiàn)從 RCO 切換到 RTO 

模式運(yùn)行。

2 工程應(yīng)用實(shí)例

20 萬 t / a EO 裝置生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一股CO2廢氣，廢氣量 8 820 m3/ h，其中含有微量的有機(jī)污染物，非甲烷總烴質(zhì)量濃度理論數(shù)據(jù)為250 mg /m3，直

接排放無法滿足 GB 31571—2015《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)非甲烷總烴的排放要求。針對(duì)該股廢氣，在工程實(shí)踐案例中選用蓄熱催化氧化焚燒( 

RCO) 爐型對(duì)其進(jìn)行處理。選用 3G 燒嘴用于初期升溫以及運(yùn)行過程中的補(bǔ)燃; 選用陶瓷載體貴金屬催化劑，提高反應(yīng)速率，并在更短的停留時(shí)間內(nèi)發(fā)生無焰燃燒反應(yīng)。理論運(yùn)行溫度250 ～300 ℃，運(yùn)行溫度低意味著未給 NOx的生成提供條件，不會(huì)因焚燒處理 VOCs 帶來二次污染。該蓄熱催化氧化爐其他設(shè)計(jì)參數(shù)均按照 850 ℃ 進(jìn)行，包括襯里材料以及襯里厚度的選型、蓄熱體填充量的計(jì)算、爐膛容積的校核等。在催化劑達(dá)到使用壽命后，可以局部調(diào)整氧化爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)，切換至 RTO 模式運(yùn)行，包括催化劑及其支撐結(jié)構(gòu)的拆除、燃燒器出口處護(hù)火筒的拆除等。國內(nèi)近幾年應(yīng)用 RCO 方式處理VOCs 中出現(xiàn)的主要問題是于燃燒器處火焰對(duì)催化劑的直接輻射導(dǎo)致催化劑容易超溫中毒失效。前期經(jīng)過多方考察討論，通過數(shù)值模擬計(jì)算，得到了造成該短板的主要原因。由于三塔蓄熱爐處理小風(fēng)量廢氣時(shí)受功率的限制，只能布置單臺(tái)燃燒器，考慮爐膛溫度場(chǎng)均勻分布，燃燒器需布置于爐膛側(cè)墻中間位置。該結(jié)構(gòu)導(dǎo)致中間蓄熱室內(nèi)催化劑上方受火焰直接熱輻射作用，一段時(shí)間后催化劑局部超溫中毒，致其失效，造成工程應(yīng)用失敗。針對(duì)上述失敗原因，在設(shè)計(jì)過程中，調(diào)整燃燒器出口結(jié)構(gòu)并結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果，在燃燒器出口處增設(shè)護(hù)火筒，有助于阻隔火焰對(duì)催化劑的直接熱輻射作用。

1) RCO 焚燒處理方式綜合了催化氧化焚燒法催化氧化反應(yīng)溫度低與蓄熱焚燒法蓄熱式回收熱能等優(yōu)勢(shì)，具有啟爐速度快、反應(yīng)溫度低、節(jié)能效果好等特點(diǎn)。

2) 在燃燒器出口處增設(shè)護(hù)火筒，并在護(hù)火筒頂部 80°范圍內(nèi)開一定數(shù)量規(guī)格的圓孔可以避免催化劑超溫中毒失效，并能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。