蓄热式催化焚烧设备,简称RCO,是将低温催化氧化工艺和蓄热换热技术相互结合的有机废气治理装备,该技术路线兼顾催化氧化低温反应的特点和蓄热陶瓷的热量回收能力,可以降低整套处理流程当中的热量损耗,减少能源资源消耗,同时降低净化完成之后向外排出气体的温度,在中低浓度有机废气治理项目当中得到较多应用。不同于单纯催化燃烧设备,蓄热式催化焚烧设备配置多组蓄热陶瓷床体,依靠阀门周期性切换气流流向,把氧化反应释放出来的热量存储在蓄热陶瓷体内,用来预热后续进入设备的低温废气,以此构建热量内循环,降低外部加热系统的工作负荷。
整套设备正式处理废气之前,需要先完成炉体预热工序,对加热室以及蓄热床开展升温,达到工艺需要的基础温度之后,才可以接入待处理的工业废气。在风机动力作用之下,有机废气首先流经已经完成预热的蓄热陶瓷体,废气与蓄热陶瓷开展热交换实现第一次升温,升温后的废气进入加热区完成二次提温,将废气调整至催化剂发生氧化反应所需要的温度,之后气流进入催化室,在催化剂的作用下,有机废气组分发生氧化分解反应,生成二氧化碳与水,氧化过程同时向外释放反应热能。
完成净化之后的高温洁净气体,流经另一组蓄热陶瓷体,将热量传递给陶瓷蓄热介质完成蓄热,之后气体经过风机向外排出。设备排气位置配置测温器件,实时监测排出气体温度,当温度达到设定阈值之后,整套系统的阀门组完成切换,改变气体流向,原本排出洁净气体的蓄热陶瓷床切换为进气通道,原本通入废气的蓄热床切换为排气通道。通过阀门的循环切换,两组或者多组蓄热陶瓷床交替完成蓄热和放热过程,实现废气的连续净化处理。

蓄热式催化焚烧设备在氧化反应环节处于250‑500摄氏度的低温氧化区间,在该反应条件之下,不会生成氮氧化物,规避这一类二次污染物产生。整套系统的净化效果和蓄热室的数量相关,两室结构设备和三室结构设备在净化表现上存在区别,三室结构可以进一步降低废气短路逃逸的可能性,得到更高的废气净化水平。蓄热陶瓷材料可以完成较高水平的热量回收,以此压低整套设备的能量消耗,同时设备配套自动化控制系统,完成温度采集、阀门切换、加热补偿、故障报警等一系列工作,现场人员日常管理工作负担较低,运行过程可靠性较强。
从工程项目落地角度来看,蓄热式催化焚烧设备对于进入炉体的废气组分存在相应的工况约束,废气当中的部分物质会造成催化剂中毒,直接削弱催化床处理能力,面对这类废气工况,需要在设备前端增设预处理工序,把毒害组分去除之后再送入RCO炉体。进入设备的废气当中,粉尘、油雾类物质同样会带来负面影响,颗粒物附着在蓄热陶瓷孔隙内部,会造成蓄热体堵塞,降低换热效率,油雾附着在催化剂表面,会覆盖催化剂活性位点,影响氧化反应开展,所以前端过滤除油预处理环节不可省略。
设备日常运维过程当中,换向阀门属于关键运动部件,阀门密封状态直接关系蓄热换热效果,如果密封件出现磨损漏风,会出现热量流失,也会存在未处理废气发生窜气的风险,需要定期检查密封部件状态。蓄热陶瓷床在长期运行之后,会出现积灰堵塞现象,床体压差会随之上升,运维人员需要跟踪压差变化,必要时开展清理作业。催化剂作为核心功能部件,运行过程中需要监控催化床温度分布,出现温度场偏移,要及时排查诱因。各类温度、压力监测仪表需要定期校准,保障自控系统获取数据真实有效,联锁保护逻辑可以正常触发。只有做好工况匹配、前端预处理、常态化运维三个方面,蓄热式催化焚烧设备才能够持续稳定运行,实现有机废气的无害化净化。