CN219867930U - 一种rco有机废气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于有机废气治理技术领域，提供一种RCO有机废气处理系统,包括高温催化装置、高温阀、RCO炉、高温烟气余热回收装置、排气筒、新风阀、风机及连接管道，通过高温催化装置使高温烟气完成了完整的深度催化燃烧反应，提高了系统的净化效率；通过高温催化装置提高了系统的高温排放能力，提高了废气设计值范围，降低了RCO内温度的波动性，提高了催化剂使用寿命及RCO系统运行稳定性，降低了RCO内温度超高安全风险，提高了系统的安全性。另外，通过高温烟气余热回收装置，用于对二级深度催化燃烧后的高温烟气进行余热回收利用，提高了余热回收能力，增加系统附加值。
Description
技术领域
本实用新型属于有机废气治理技术领域，具体的说，涉及一种RCO有机废气处理系统。
背景技术
RCO(蓄热催化燃烧)是通过催化剂催化功能将有机废气氧化为二氧化碳和水，并通过蓄热体实现能量高效重复利用的一种有机废气治理技术，具有净化效率高、热量利用率高特点，广泛应用于化工、橡胶、医药等行业的有机废气治理。
常规RCO考虑催化剂和设备成本等设计因素，有机废气进入RCO系统需要通过进风区催化剂和出风区催化剂两部分完成完整的催化燃烧反应，如果废气从加热区热旁通排放则只经过一半的催化剂，导致催化反应不充分。通常情况下，受生产工艺影响，在实际运行中，有机废气浓度、风量、成分等参数均会有一定波动，当RCO总出气口无法及时将有机废气燃烧产生的热量排放时，需要通过高温热旁通阀将RCO富裕的热量排放；另一方面，按照安全设计要求，RCO系统须配置高温应急排放装置，用于异常状况应急处置。但是现有RCO技术存在以下普遍问题：
一、高温烟气温度高，高温阀密封性很难达到零泄漏要求，高温阀即使关闭状态下也难以保证烟气零泄漏，而泄漏烟气只经过第一催化区，即只经过正常设计一半的催化剂，影响了处理效率。
二、由于废气入口参数的波动，特别是入口浓度突然升高导致热量通过RCO总出气口无法及时排出，需要通过高温阀将过剩热量以高温烟气形式迅速排放，高温烟气也只经过正常设计一半的催化剂，导致RCO净化效率低。
三、常规RCO正常运行时，以甲苯为例，要求入口浓度≤800mg/m3，当超过该浓度后，需要通过高温阀将过剩热量迅速排放，此时高温烟气也只经过正常情况一半的催化剂，导致RCO净化效率低，为了保证RCO净化效率，因而对RCO入口浓度设计值要求低。入口浓度设计值低，导致RCO余热回收能力差。
四、RCO炉高温排放能力差，导致系统温度波动大，降低了系统运行稳定性，降低了催化剂寿命。
五、RCO炉高温排放能力差，导致系统容易出现超高温的安全问题。
针对上述问题，目前尚无好的解决措施。
实用新型内容
为解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供一种RCO有机废气处理系统，其包括：高温催化装置、高温阀、RCO炉、高温烟气余热回收装置、排气筒、新风阀、风机及连接管道；其中：
废气进口通过废气进口管道与所述风机相连，并进一步通过RCO入口管道与RCO炉相连；
所述新风阀通过新风管道与废气进口管道相连，所述RCO炉通过高温热旁通管道一与高温阀相连，所述高温阀通过高温热旁通管道二与所述高温催化装置相连；
所述高温催化装置通过高温热旁通管道三与所述高温烟气余热回收装置相连，所述高温烟气余热回收装置通过高温热旁通管道四与RCO总出口管道相连后与排气筒连接；
所述RCO炉包括蓄热区、催化区、加热区。
进一步，所述高温催化装置内装填催化燃烧催化剂。
进一步，所述RCO炉燃烧室上的温度控制器与高温阀联锁，并控制高温阀开度。
进一步，高温催化装置和高温烟气余热回收装置采用分体式结构或一体式结构。
进一步，所述加热区上安装有温度控制器一。
进一步，所述高温热旁通管道三上安装温度控制器二。
本实用新型所达到的有益效果为：
本系统高温烟气管路上设置高温催化装置，高温催化装置内装填催化燃烧催化剂，解决了因高温阀难以100％密封和入口废气参数波动导致排放的高温烟气催化燃烧不充分而净化效率低的问题，使高温烟气完成了完整的深度催化燃烧反应，提高了系统的净化效率；通过高温催化装置提高了系统的高温排放能力，提高了废气设计值范围；通过高温催化装置可以快速的进行高温排放，降低了RCO内温度的波动性，提高了催化剂使用寿命及RCO系统运行稳定性，同时有效降低了RCO内温度超高的安全风险，提高了系统的安全性。另外，系统还设置高温烟气余热回收装置，安装于高温催化装置出口高温烟气管路上，高温烟气余热回收装置用于对二级深度催化燃烧后的高温烟气进行余热回收利用，提高了余热回收能力，增加系统附加值。
附图说明
图1是本实用新型涉及的一种RCO有机废气处理系统的装置结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、高温催化装置；2、高温阀；3、RCO炉；301、蓄热区；302、催化区；303、加热区；4、排气筒；5、高温管道一；6、高温管道二；7、高温管道三；8、RCO总出口管道；9、温度控制器一；10、催化燃烧催化剂；11、温度控制器二；12、新风阀；13、风机；14、新风管道；15、废气进口管道；16、RCO入口管道；17、高温烟气余热回收装置；18、高温管道四。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本实用新型并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本实用新型保护的范围。
实施例1，
本实施例参照图1，本实用新型提供一种RCO有机废气处理系统，其包括：高温催化装置1、高温阀2、RCO炉3、高温烟气余热回收装置17、排气筒4、新风阀12、风机13及连接管道；其中高温催化装置1内装填催化燃烧催化剂10。废气进口通过废气进口管道15与所述风机13相连，并进一步通过RCO入口管道16与RCO炉3相连。
新风阀12通过新风管道14与废气进口管道15相连，所述RCO炉3通过高温热旁通管道一与高温阀2相连，所述高温阀2通过高温热旁通管道二与所述高温催化装置1相连；
高温催化装置1通过高温热旁通管道三与所述高温烟气余热回收装置17相连，所述高温烟气余热回收装置17通过高温热旁通管道四与RCO总出口管道8相连后与排气筒4连接；所述RCO炉3燃烧室上的温度控制器与高温阀2联锁，并控制高温阀2开度。
所RCO炉3包括蓄热区301、催化区302、加热区303。所述加热区303上安装有温度控制器一9。所述高温热旁通管道三上安装温度控制器二11。
高温催化装置1和高温烟气余热回收装置17采用分体式结构。
实施例2，
与实施例1的区别在于，所述高温催化装置1和高温烟气余热回收装置17采用一体式结构。
实施例3，
本实用新型的一种RCO有机废气处理系统，具体工作流程包括：
(1)吹扫过程：启动新风阀12、高温阀2全开、启动RCO风机13，对RCO炉3、高温催化装置1、高温烟气余热回收装置17，及管道进行吹扫，设置吹扫时间3min。
(2)预热过程：设置高温阀5％开度，启动RCO加热设备，对RCO炉3和高温催化装置1进行预热，设置RCO炉3加热区温度为350℃，设置高温催化装置后温度为300℃，在RCO炉加热区303温度和高温催化装置1后温度均达到上述温度后，预热完成。
(3)废气蓄热催化燃烧过程：预热完成后，关闭新风阀12，将有机废气通入RCO系统进行蓄热催化燃烧，设置RCO加热区303温度为400℃，废气依次经过RCO炉第一蓄热区301吸热、RCO炉第一催化区302进行第一阶段催化燃烧、RCO炉加热区303补充热量，经过加热区303后的废气分为两部分，一部分部分废气经过RCO炉第二催化区302进行第二阶段催化燃烧、RCO炉第二蓄热区301放热并从RCO总出口排出；另一部分废气经过高温阀2，经过高温催化装置1进行烟气二级深度催化燃烧，然后经过高温烟气余热回收装置17进行余热回收，然后与RCO总出口汇总并排入排气筒4。蓄热燃烧过程中，RCO炉加热区303温度与高温阀2联锁并控制高温阀开度。
通过高温催化装置内的催化燃烧催化剂对高温排放的烟气进行烟气二级深度催化燃烧的过程包括：
步骤A：根据RCO入口废气风量、RCO入口废气温度及该温度下废气比热、RCO入口废气浓度、RCO入口废气的燃烧热、RCO加热区温度及该温度下废气比热、RCO蓄热效率、RCO总出口废气比热，核算出RCO高温烟气排放量；
步骤B：根据RCO高温烟气排放量和催化燃烧催化剂空速设计高温催化装置中催化燃烧催化剂用量，在高温催化装置中对催化燃烧催化剂进行装填；
S3：高温烟气通过高温烟气余热回收装置对高温烟气进行余热回收利用。
步骤A、步骤B的具体过程包括：
步骤A中，CO高温烟气排放量的计算公式为：
式中：Q2-RCO高温烟气排放量，Nm3/h；
Q1-RCO入口废气风量，Nm3/h
c-RCO入口废气浓度，mg/Nm3
△H-RCO入口废气的燃烧热，KJ/kg
T1-RCO入口废气温度，℃
C1-RCO入口废气比热，KJ/(kg·℃)
P1-废气燃烧释放热的功率，Kw
T2-RCO加热区温度，℃
C2-RCO加热区废气比热，KJ/(kg·℃)
η-RCO蓄热效率，％
C3-RCO总出口废气比热，KJ/(kg·℃)
步骤B中，高温催化单元中催化燃烧催化剂用量计算公式为：
式中：V-高温催化单元中催化燃烧催化剂用量，N m3/h
Q2-RCO高温烟气排放量，Nm3/h
v-催化燃烧催化剂空速，Nm3/m3。
其中，高温催化装置1内的催化燃烧催化剂10为铂钯贵金属催化剂，催化燃烧催化剂装填量根据高温烟气风量并按照空速25000h-1设计，催化燃烧催化剂10装填厚度为300mm，高温烟气风量根据RCO入口废气风量、入口废气温度、废气燃烧产生的热量、RCO加热区温度及RCO蓄热效率进行设计。
其中，废气蓄热催化燃烧过程中，RCO炉3加热区303通过温度控制器9设置一级高温排放温度和二级超高温报警温度，温度控制器9与高温阀2联锁，并控制高温阀2开度。
其中，一级高温排放温度设置为500℃，二级超高温报警温度设置为570℃，当RCO炉3加热区温度低于高温排放温度值时，高温阀2保持4％开度开启，当RCO炉3加热区温度超过一级高温排放温度时，高温阀2根据温度控制器的温度值自动调节，使RCO炉3加热区温度不高于一级高温排放温度；当RCO炉3加热区温度超过二级超高温报警温度时，高温阀2关闭，系统停机，停止通入废气。
表1为本实用新型提供的RCO和传统的RCO在RCO入口风量10000m3/h，废气成分为甲苯情况下的性能对比表。从表1中可知，本实用新型提供的一种RCO有机废气处理系统具有入口浓度设计值高、净化效率高、高温烟气余热回收能力高、温度波动性小、系统最高运行温度(安全温度)低的特点，较传统RCO有明显优势。
表1：本实用新型提供的RCO和传统的RCO在RCO入口风量10000m3/h，废气成分为甲苯情况下的性能对比表
| 本实用新型RCO | 传统RCO | |
| 入口浓度 | 4000mg/m3 | 800mg/m3 |
| 净化效率 | 98.5％ | 94.0％ |
| 高温烟气余热回收功率 | 228kw | 0kw |
| RCO加热区温度波动性 | 50℃ | 130℃ |
| RCO加热区最高温度 | 430℃ | 500℃ |
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种RCO有机废气处理系统，其特征在于，其包括：高温催化装置(1)、高温阀(2)、RCO炉(3)、高温烟气余热回收装置(17)、排气筒(4)、新风阀(12)、风机(13)及连接管道；其中：
废气进口通过废气进口管道(15)与所述风机(13)相连，并进一步通过RCO入口管道(16)与RCO炉(3)相连；
所述新风阀(12)通过新风管道(14)与废气进口管道(15)相连，所述RCO炉(3)通过高温热旁通管道一(5)与高温阀(2)相连，所述高温阀(2)通过高温热旁通管道二(6)与所述高温催化装置(1)相连；
所述高温催化装置(1)通过高温热旁通管道三(7)与所述高温烟气余热回收装置(17)相连，所述高温烟气余热回收装置(17)通过高温热旁通管道四(18)与RCO总出口管道(8)相连后与排气筒(4)连接；
所述RCO炉(3)包括蓄热区(301)、催化区(302)、加热区(303)。
2.根据权利要求1所述的一种RCO有机废气处理系统，其特征在于，所述高温催化装置(1)内装填催化燃烧催化剂(10)。
3.根据权利要求1所述的一种RCO有机废气处理系统，其特征在于，所述RCO炉(3)燃烧室上的温度控制器一(9)与高温阀(2)联锁，并控制高温阀(2)开度。
4.根据权利要求1所述的一种RCO有机废气处理系统，其特征在于，高温催化装置(1)和高温烟气余热回收装置(17)采用分体式结构或一体式结构。
5.根据权利要求1所述的一种RCO有机废气处理系统，其特征在于，所述加热区(303)上安装有温度控制器一(9)。
6.根据权利要求1所述的一种RCO有机废气处理系统，其特征在于，所述高温热旁通管道三(7)上安装温度控制器二(11)。
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