（焚燒）熱分解工藝成為VOCs廢氣治理的主（zhǔ）流後技術裝備上得到了很大發展提升，但由於（yú）很多環保公司的工程設計人員與業主單位缺乏在初始設計時（shí）深入溝（gōu）通、裝（zhuāng）置運行時（shí）及時反饋、事故出現時的有（yǒu）效解決方案，使其不了解熱分解工藝特性盲目設計，導致各地頻頻出現（xiàn）裝置爆炸（zhà）、高（gāo）能（néng）耗停開、裝置故障率高等現象，嚴重影響了企業的正（zhèng）常生（shēng）產（chǎn）經（jīng）營，也給整個廢氣環保行業發展帶來了很（hěn）多負（fù）麵因素。

01 熱分（fèn）解工藝簡述

      熱分解工藝一般分為直燃(TO)、蓄熱燃燒(RTO)、催（cuī）化燃燒(CO)、蓄熱催化（huà）燃燒（shāo）(RCO)4種，隻是燃燒方式和換熱方式的兩兩不同組合，主要可以用於（yú）處理吸附（fù）濃縮氣，也可以用於（yú）直（zhí）接處理廢（fèi）氣濃度＞3.5g/m3的中（zhōng）高濃度廢氣。

1）TO是（shì）將高濃廢氣送入燃燒室直接燃燒(燃燒室內一般（bān）有一股長明火（huǒ）)，廢氣中有機物在750℃以（yǐ）上燃燒生成CO2和水，高（gāo）溫燃（rán）燒氣通（tōng）過換熱（rè）器與新進廢氣間接換熱後排掉，換（huàn）熱效率一般≤60%導致運行（háng）成本很高，隻在少數能有（yǒu）效利用排放餘熱或有副（fù）產燃氣的（de）企業中應用。

2）RTO的燃燒方式與TO相同，隻是將換熱器改為蓄熱陶瓷，高溫燃燒氣與新進廢氣交替進入（rù）蓄熱陶瓷直接換熱，熱量利用率可提（tí）高到90%以上，理念先進，運行成本較低，是目前國家主（zhǔ）推的廢氣（qì）治理工藝。

3）CO是采用貴（guì）重金（jīn）屬（shǔ）催化劑降低廢氣中有機物與O2的反應活化能，使得有機物可以在250～350℃較低的溫度就能充分氧化生成CO2和H2O，屬無焰（yàn）燃燒，高（gāo）溫氧化氣（qì）通過換熱器與新進（jìn）廢氣間接換（huàn）熱後排掉，熱量利用（yòng）率一般≤75%，常用於處理吸附劑再生脫附出來的高濃廢氣。

4）RCO燃燒方式與CO相同，換熱方式與RTO相同，由於投資堪比（bǐ）RTO，能處理的（de）廢（fèi）氣種類受催化劑影響又比RTO少，所以很少企業采用RCO工藝。熱分解以RTO和（hé）CO的應（yīng）用例子較多，如果用於處理吸附脫附的濃縮氣，兩者差別（bié）不大，但若直接處理中高濃度廢（fèi）氣時有很大區別，需要企業認真對待。

      常見的RTO和CO裝置工藝流程如圖1、圖2。

02 RTO與CO在處理中高濃度廢氣中各方麵的異同

      現就廢氣適用種類、廢氣濃度、廢（fèi）氣流量、輔助能源、儀表自控、安全風險、環（huán）保風（fēng）險、動力負荷、主設備投資、運行成本等方（fāng）麵進行比較。

2.1 廢（fèi）氣（qì）適用種類

      兩種工（gōng）藝都可以用於處理烷烴、芳香烴、酮、醇、酯、醚、部分含氮化合（hé）物等有機廢氣。含硫磷類廢氣會（huì）使催化劑中毒，不適合用CO處理，而如果忽略（luè）含硫磷廢氣燃燒時對設備儀表的少（shǎo）量腐蝕，可以限製性的使用RTO處理。

      由於處理溫度均＜1150℃，兩種工藝都不能用於處理含鹵代烴廢氣（qì）以避免產（chǎn）生二噁英。部分類似矽烷類的廢氣因為燃燒後生（shēng）成的固體塵灰會堵塞催化劑或蓄熱陶瓷或切換閥（fá）密（mì）封麵，所以RTO和CO都不能使用。

      含漆霧粉塵類廢氣（qì）要預過濾以避（bì）免切換閥關不緊、蓄熱體阻塞等現象，RTO的預處理要過濾到至（zhì）少F6級；而CO處理廢氣主（zhǔ）流（liú）通道上無切換閥，加上可以采（cǎi）用讓廢氣流（liú）速較高（gāo）粉塵不易結存、定期給整個係統升溫回火將粉塵剝離分解等方法，因此（cǐ）CO的預處理隻需簡單過濾到（dào）G4級。

      此外，因為含易自聚有機物(如丁二烯、丙烯酸酯等)廢氣會影響到切（qiē）換閥的有效開閉，同時也可能在位於廢氣進口處的蓄熱體上低溫沉積，使用RTO處理該（gāi）類廢氣時會有安全隱患，而（ér）CO則不受影響（xiǎng）。

2.2 廢氣濃度

      由於溫度的提高會降低有機物爆（bào）炸下限濃度，通常要控製廢氣進口濃度＜25%LEL，常見有機物的爆炸下限和25%LEL如表1。

表1常見有機物的（de）爆（bào）炸下限濃度和25%LEL

      有機物氧化分（fèn）解（jiě）會放出大量熱量使得廢氣溫升，計算1000mg/m3的常見廢氣有機物（wù）絕熱溫升如表2。

      以CO處理室溫20℃的甲苯廢氣為例，為避免催化氧化處理後排放氣“白煙”和冷凝濕氣對設備的腐蝕等情況（kuàng），排放氣溫度一般取（qǔ）＞105℃，再考慮到換熱效率則常溫廢氣進出裝置後的實際（jì）溫升應＞100℃

      如果催化燃燒起始溫度為250℃，那麽廢氣催化氧化後的溫度為350℃，則對應廢氣初始濃度約為3130mg/m3時可維持係統熱（rè）量平衡（héng）而不用額外能源。若廢氣濃度進（jìn）一步升高到25%LEL，廢氣氧化（huà）後溫（wēn）度可達587℃，此時（shí）催化劑易（yì）流失且設備材質要求耐熱鋼，因此除非在催化劑層間安裝換熱（rè）管係統及時移走熱量，否則CO處理甲苯廢氣較（jiào）佳濃度為3130～9390mg/m3。

      廢（fèi）氣如果進口濃度過高，可進風稀析，稀析閥與氧化氣溫度連鎖（suǒ）；廢氣進口濃度如果為2130～3130mg/m3，可用電（diàn）或燃氣提升廢氣進催化（huà）劑層的溫度達到催化起燃溫度250℃；廢氣進口濃度如果＜2130mg/m3，可（kě）吸附濃（nóng）縮後再用CO處理脫附出的濃縮氣；如（rú）果廢氣（qì）初始溫度較高，比如（rú）很多烘箱廢氣有80℃，此時（shí）CO能處理的廢氣濃度可以相（xiàng）應降低到1560mg/m3。

      同樣以RTO處理20℃的甲苯廢氣為例，由於（yú）RTO的燃燒爐內要有（yǒu）一個長（zhǎng）明火點燃廢氣，而1.672×106kJ的燃燒器長明火消耗約5m3/h的（de）天然氣提供（gòng）部分熱源，因此係統維持熱量平衡的廢氣進口濃度低可以到1700～2000mg/m3。如果RTO裝置設計從燃燒室引出部（bù）分高溫氣體另行降溫後（hòu）回到燃燒室（shì）以（yǐ）避免燃燒溫度＞1000℃的工藝，則可以提高RTO處（chù）理廢氣的高濃度到25%LEL。

2.3 廢氣流量

      一般單（dān）套RTO處理廢氣流量為8000～50000m3/h，處理（lǐ）廢氣流量＜5000m3/h時（shí）的RTO裝置（zhì）投資費比不合算，而處理廢氣流量＞50000m3/h則很容易出（chū）現（xiàn）偏流、局部過熱等（děng）現象影（yǐng）響廢氣分解效率。單套CO處理廢氣流量為1000～20000m3/h，廢氣流（liú）量再加大，高效換（huàn）熱器設計困難且催化劑層也會出現明顯偏流局部（bù）過熱現象影響廢氣分解效（xiào）率。

2.4 輔助能源

      RTO的燃燒室需要一支長明火，加上設備自重大、預熱時間長，一般使用液化氣、天然氣、輕（qīng）柴油等（děng）做為（wéi）輔助能源，不建議使用電熱。

      CO同樣可以使用（yòng）液化氣、天然氣、輕柴油等做為輔助能源，由於設備（bèi）自重（chóng）較RTO輕50%，為了避免增加一個需監管的（de）危險源，推薦使用電加熱(前提是廢氣濃（nóng）度＞3500mg/m3)，處理廢氣流量（liàng）15000m3/h的CO裝置電加熱係統（tǒng）隻（zhī）180kW，其預熱時間≤1.5h。

2.5 儀表自控

      從流程圖可以看出，除燃氣（qì）係統外RTO還需有大量的壓力溫度檢（jiǎn）測和切換閥門，且對閥門、儀表、自控等要求較高；而CO的廢氣主流通（tōng）道管路無閥門（mén），隻有簡單的溫度連鎖（suǒ），自控（kòng）要求較低。

2.6 安全風險

      RTO和（hé）CO都非常適用於處理如塗布、印刷、製革、化纖、注塑等有機物濃（nóng）度、種類、流量平（píng）穩的流水線廢氣，尤其是（shì）帶溫度的烘（hōng）幹廢氣若采用吸附法還需要前置降溫到＜45℃，但如果使用RTO或CO，就可以充分利用其自身餘（yú）熱，大大降低廢（fèi）氣處理成本和整條流水線的總能耗（hào）。可當（dāng）部分環保企業將RTO用於儲運和化學合成企業的廢氣處理時卻出現很多的爆炸事故，爆炸基本上是廢氣來源（yuán）係統遇裝置回火爆炸，主要原因如下:

1)RTO係統（tǒng）在裝置（zhì）初運行時一切順（shùn）利，但是運行（háng）1～2年後，部（bù）分儀表、調節閥會出現故障或（huò）突發停電、停儀表氣等，導致係統安全自控設計失效，係統超溫爆炸。事實上大部分的業主是不具備有儀表自控專業維（wéi）護（hù）人（rén）員，很難做到預判並及時更換儀表閥門。

      例如，廢（fèi）氣進口濃（nóng）度需控製在＜25%LEL，若（ruò）采用氣相色譜型在線檢測儀，儀器采樣檢測得出結果（guǒ）加（jiā）上自控閥響應時間＞30min，失去安全控製意義，因此一般采用較靈敏的光離子型在線可燃探測儀（yí）(3選2)，該探測儀半年需強製檢驗1次，但是如果（guǒ）廢氣中含有水汽、粉塵等將大大降低（dī）該檢測頭（tóu）壽命，而這種儀器失靈是突發性的。

2)RTO係統盡管采（cǎi）用了（le）一係列安全設（shè）計，如廢氣收集預（yù）處理係（xì）統的防靜電（diàn）、廢氣（qì）進（jìn）口濃度（dù）與稀析閥連鎖、廢氣預混緩衝罐、廢（fèi）氣風機與負壓連鎖、廢氣水預洗滌等，但是化工廠一定會有事故氣緊急排放（fàng）或某些（xiē）高濃廢氣正好集中排放導致的廢氣（qì）濃度（dù）暴增數倍的小概率（lǜ）事件，而處（chù）理（lǐ）10000m3/h廢氣（qì）流量的RTO裝置的緩衝罐容積大也≤20m3，折（shé）算緩衝罐內（nèi）停留時間＜8s，過短的（de）緩衝時間導致裝置的閥門切換（huàn）等來不及，廢氣總（zǒng）管和預處理係統出現回（huí）火爆炸。這是明（míng）火作業（yè）的RTO的本性決定的，是無法根除的。

      CO屬無焰氧化，加上換熱器等金（jīn）屬結構隔離，就是回火廢氣來源也達不（bú）到燃點；CO工藝管路（lù）上無閥門切換，不存在儀表失靈（líng）安全風險。

2.7 環保風險（xiǎn）

      RTO要求廢氣（qì）來源氣量和濃度（dù）穩（wěn）定，設計操作負荷彈（dàn）性小，因此隻適合用於連續穩定的流水線廢氣，如果業主有間歇短暫高濃廢氣產生，則會頻繁出現因安全濃度下限要求導致廢氣在進裝置前被部分排空，存在環保風險。

      RTO裝置設備繁（fán）雜，部件多，易出（chū）現設備故障廢（fèi）氣排空事故。而CO要求廢氣流量穩定，可以接受間歇的短暫的高濃廢氣。CO裝置設備簡單（dān），部件少，設備（bèi）故障也少。此外RTO燃（rán）燒室存在死角，廢氣綜合處（chù）理效率（lǜ）95%～97%，而CO廢氣是均勻通過催化劑層，處理效率＞99%，因此CO比RTO更容易環保達標，尤其（qí）是新環保（bǎo）標準甲苯類（lèi）廢氣從40mg/m3排放標準降低到10mg/m3後，RTO易出排放不達標環保事故。

      高溫RTO會產生NOx，而CO因處理溫度低不產生NOx，盡管目（mù）前國家對有機廢氣裝置的NOx尚未規定，但從鍋爐廢氣治理發展曆史來（lái）看，將會對處理氣（qì）量＞10000m3/h的廢氣裝置提出監（jiān）管要求。

2.8 動力負荷

      RTO通過（guò）精密過濾、2次總厚（hòu）約2m的蓄熱（rè）陶瓷，裝置阻力至少3500～4000Pa；CO隻需通過簡單過濾、2次（cì）通過（guò）列管換熱器、總厚0.4m催化劑層，裝置阻力＜2500Pa，同樣的10000m3/h處理氣量，RTO風機電（diàn）機要22kW，CO風機電機隻（zhī）需18.5kW，處理風量越大，風機功率差別越（yuè）大。電（diàn）機功率每減少1kW，每年電（diàn）費減少3000元。

2.9 主設備投資

      不計RTO裝置對業主要求的廢氣預處理係統投（tóu）資(通常由業主承擔)，10000m3/h處理氣量RTO主（zhǔ）設備投資費用約100萬，而CO主設備投資費用約60萬。

2.10 運行成本

      以10000m3/h處理氣量為例，RTO至少要保證燃氣長明火的（de）基礎消耗，CO隻要廢氣濃度能源；RTO電耗比CO高5kWh；5年1換，其二次廢料要做危廢（fèi）處理（lǐ），CO的750kg催化劑2年1換，失（shī）活催化劑返廠（chǎng）回收。

03 結論（lùn）

      分別從（cóng）廢氣適用種類、廢（fèi）氣濃度、廢氣流量、輔助能源、儀表自控、安全風（fēng）險、環保風險、動力負荷、主設備投資、運行成本10個方麵分析的RTO與CO的異同，以（yǐ）期為企業在VOCs廢氣處理裝置選型時提供參考。

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