减少RTOs的能源负担的一种方法是通过使用催化剂的再生氧化过程。催化剂通过允许在较低的温度下进行化学反应。因此,再生氧化剂可以在更低的温度和服务员燃料储蓄。

再生热氧化剂(RTOs)是被广泛接受的控制挥发性有机化合物(VOC)和有害空气污染物(HAP)排放俘虏完成设施。多年的经验与技术表明,操作系统能可靠地和做一个出色的破坏挥发;99%的效率和更高的并不少见。

然而,能源效率可能是一个不同的故事。即使RTOs是95%有效的能源消耗,燃料的成本在今天的市场是一个大问题。热效率95%,放射流的温度上升,因为它通过RTO大约是75ºF(42ºC)。天然气价格水平在7美元每百万英热单位(MMBTU)截至记者发稿时,源与50000年scfm可能花费高达250000美元一年的供应与辅助燃料。

减少这种能量负担的一种方法是通过使用催化剂的再生氧化过程。催化剂通过允许在较低的温度下进行化学反应。因此,再生氧化剂可以在更低的温度和服务员燃料储蓄。

最大的问题是你如何决定催化操作是否适合您的排放控制应用程序?什么时候催化操作意义,陷阱应该避免什么?几个重要的因素应考虑当评估这个经济吸引力的选择。

RTO基础知识

蓄热式热氧化技术是一种简单的方式保护氧化挥发性有机化合物的仪器所需要的温度。如图1所示,VOC-laden气体路由到一个热回收室充满陶瓷媒体。通过进气热回收室,发射流预热温度非常接近燃烧室温度。在燃烧室中,气体燃烧器保持温度大约1500°F (816°C)(完整的热氧化所需的温度)。

在退出燃烧室,发射流进入热回收室。气流经过出口热传递介质床上,获得的热能从入口热回收室和燃烧室是媒体转移到陶瓷热交换(散热器)。这是再生过程的最后一步。通过以这种方式操作,气体的排出温度流只能控制到75°F高于入口温度。

在规定的时间内(2 - 6分钟)气流是逆转。这种反复再生,操作允许RTO恢复95%的燃烧室产生热量减少燃油成本相对于其他排放控制技术。

催化装置是如何工作的

根据定义,催化剂是一种物质,它允许一个化学反应进行较低的活化能比必要的催化剂。同时,催化剂在化学反应中起着重要作用,它不会改变反应发生。因此,不是消耗在反应中催化剂。这意味着使用合适的催化剂,氧化的不良的有机化合物可以发生在较低的温度比通常是必要的。这种效应发生在催化剂的表面。因此,而1500°F可能需要氧化有机化合物在正常情况下,相同的氧化反应可以进行不到800°F (427°C)与催化剂的角色在催化剂的表面降低必要的反应活化能。

有两个主要类别的VOC控制催化剂:贵金属和贱金属。铂金和钯金是最广泛使用的贵金属。在铂或钯发生氧化反应迅速;这就是为什么商业贵金属催化剂只需要少量的贵金属表面的衬底的形状。

的贱金属催化剂是氧化物过渡元素周期表中的元素,如铜、铬、锰和镍。贱金属比贵金属催化剂通常不活跃;因此,需要大量。然而,贱金属的低得多的价格导致整个催化剂的总成本费用较低。同时,相比surface-coated贵金属催化剂,贱金属催化剂制造多孔整体形状,从而允许更积极的表面积。这种设计也有助于抵消较低的活动。

形式的贱金属催化剂用于RTOs

采用催化剂在再生热氧化剂是一个相对简单的事情。它只需要添加一个催化剂床顶部的热回收床和操作的温度从1500减少到800°F。修改后的RTO通常称为再生催化氧化剂,或有数(参见图2)。

节约能源的转换是显而易见的。注意,放射流的温度上升,因为它通过有数只只有30°F (17°C),而不是75°F RTO的例子。

RTO或有数

决定是否使用催化剂是一个重要的决定。正确设计、催化装置可能导致巨大的储蓄一生的氧化剂。然而,催化剂添加RTO的初始成本,所以决定应该平衡操作成本节约和成本。

在执行一个经济分析之前,应确定催化操作的技术可行性。潜在的毒药,颗粒物和挥发性有机化合物的浓度都应考虑。

毒药。 某些化合物可能毒害催化剂反应的催化剂活性中心呈现不活跃。典型的需要考虑的元素硫,磷,硅和重金属。即使很小的这些元素的浓度可以呈现一个无效的催化剂。气体流特征必须被小心地确保毒药并不存在。

微粒。 颗粒物可以掩盖甚至毒害催化剂呈现无效。然而,粒子的大小和物理状态必须仔细考虑;气流中的粒子不一定意味着有数只不能被使用。例如,粗粒子会在媒体上被床上,不会到达催化剂层之上。同样,可压缩的粒子将revolatilize当他们到达催化剂。两种情形可以防止催化剂操作。然而,细颗粒可能达到和沉积在催化剂层。

挥发性有机化合物的浓度。 挥发性有机化合物的浓度可能是最重要的因素。如果VOC浓度太高,没有点在考虑催化氧化;即。,在一个典型的热效率95%,挥发性有机化合物的浓度可能提供足够的能量来操作作为一个RTO很少或不需要外部燃料。同时,临时远足VOC浓度高会导致有数过热和威胁的催化剂。所有的能量输入必须仔细分析,以确定VOC浓度下降所需的范围内有数只一个实际的选择。

分析了有数只选择

这都是钱。如果你有一个程序,你有信心,没有毒药,低浓度的颗粒物是或不是一个威胁,VOC浓度是在正确的范围内,应该评估催化操作的经济优势。表1提供了一个实例分析。

而经济分析是很重要的,或许更重要的是对能源的未来趋势和资本成本。尽管电力成本继续上升缓慢,至少他们是可预测的。天然气更不稳定。最近,价格自然是每MMBTU超过13美元在许多地区,大多数人期望更高的长期趋势。还应该考虑资本的成本和可用性,因为催化系统有更高的成本。

最后,工作周期是非常重要的。有数只花费超过RTOs,经济优势可以作为年度营运损失时间减少。如果流程责任周期容易变化,确保这种变化被认为是。

催化再生操作热氧化剂可以极大地增强经济吸引力RTO技术。如果你做你的家庭作业和注意的技术问题和经济学,你可以改善你的操作的底线。

链接

• Geoenergy A.H.分工Lundberg Associates Inc .。