蓄热式热力焚烧 RTO(Regenerative Thermal Oxidizer)因其较高的净化效率、较高的热量回收效率,是一种较为常用的VOCs(挥发性有机物)废气处理工艺。
一、常规RTO
常规RTO的工作原理是把有机废气加热到760℃以上,使废气中的VOCs在氧化分解成CO2和H2O。氧化产生的高温气体流经蓄热陶瓷,使陶瓷升温而“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。蓄热室“放热”后,洁净风对切换过程中产生的废气死角进行吹扫,以保证VOCs去除率在98%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。
化工、医药行业废气成分复杂,通常含有机氯,有机氯在RTO反应器内氧化反应过程中,易生成二噁英类物质。
二、二噁英的排放限值
二噁英又称二噁因,属于氯代三环芳烃类化合物,是由200多种异构体、同系物等组成的混合体。其毒性比氯化钾、砒霜强得多,是非常稳定又难以分解的一级致癌物质。二噁英中毒性最强的是2,3,7,8-四氯二苯并二噁英,其化学结构式如图。
国家标准《制药行业大气污染物排放标准》(GB 37823-2019)条款4.5中,对燃烧装置大气污染物排放限值有明确要求,其中二噁英类物质排放限值为0.1ng-TEQ/m³;
各地地方标准,例如:山东省地方标准《挥发性有机物排放标准 第6部分 有机化工行业 》(DB37 2801.6-2018)、上海市地方标准《制药工业大气污染物排放标准》(DB 31/310005-2021)、江苏省地方标准《制药工业大气污染物排放标准》(DB 32/4042-2021)、浙江省地方标准《制药工业大气污染物排放标准》(DB 33/310005-2021)、安徽省地方标准《制药工业大气污染物排放标准》(DB 34/310005-2021)中对二噁英的排放限值均为0.1ng-TEQ/m³。
三、ND-RTO(不产生二噁英的RTO)
面对如此严格的排放限值,青岛西子环保研究院有限公司在常规RTO的基础上,开发了ND-RTO装置。ND-RTO可有效保证二噁英排放达标,并已成功应用于实际工程中。
ND意为“未检出”,ND-RTO反应器中配伍分解二噁英催化剂,可有效分解高温反应过程中生成的二噁英。该催化剂以蜂窝堇青石为载体,配伍分解二噁英的活性成分,在合理的温度区间内,可完全分解分解二噁英。ND-RTO可有效替代急冷、二燃室等去除二噁英的高能耗工艺手段,是一种达标保证性强的低能耗工艺。
笔者认为,ND-RTO处理含氯废气的优势是明显的,既能保证VOCs稳定达标,又能将二噁英彻底分解,同时又兼顾了低运行能耗,是一种先进的处理工艺。