RTO和RCO技术的基本知识及对比（有机废气处理）

蓄热式热力焚化炉（Regenerative Thermal Oxidizer），简称为“RTO”。

其原理是把有机废气加热到760摄氏度以上，使废气中的VOC在氧化分解成二氧化碳和水。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“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。陶瓷蓄热体应分成两个（含两个）以上的区或室，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。蓄热室“放热”后应立即引入部分已处理合格的洁净排气对该蓄热室进行清扫（以保证VOC去除率在95%以上），只有待清扫完成后才能进入“蓄热”程序。

作为一种蓄热式有机废气处理设备，它的特点是：行费用省，有机废气的处理效率高的优点，在国内外被广泛地用于涂装工艺的烘炉废气处理，以及化工电子等其他行业的同类废气处理。

适应废气：中低浓度100~3500mg/m3 分解效率：95%--99%

技术特点：生产排出的有机废气经过蓄热陶瓷的加热后，温度迅速提升，在炉膛内燃气燃烧加热作用下，温度达到800℃，有机废气中的VOC在此高温下直接分解成二氧化碳和水蒸气，形成无味的高温烟气，然后流经温度低的蓄热陶瓷，大量热能即从烟气中转移至蓄热体，用来加热下一次循环的待分解有机废气，高温烟气的自身温度大幅度下降，再经过热回收系统和其他介质发生热交换，烟气温度进一步降低，最后排至室外大气。现在这种设备已经是一种过时的产品，已经被吸附脱附催化燃烧代替。

蓄热式催化燃烧法（Regenerative Catalytic Oxidation），简称RCO，该法与RTO相同，净化率高，适应性强，能耗在燃烧法中最低，无二次污染，应用于废气浓度高的场合比较多。

其原理是排放的有机尾气通过引风机进入设备的旋转阀，通过旋转阀将进口气体和出口气体完全分开。气体首先通过陶瓷材料填充层（底层）预热后发生热量的储备和热交换，其温度几乎达到催化层（中层）进行催化氧化所设定的温度，这时其中部分污染物氧化分解；废气继续通过加热区（上层，可采用电加热方式或天然气加热方式）升温，并维持在设定温度；其再进入催化层完成催化氧化反应，即反应生成CO2和H2O，并释放大量的热量，以达到预期的处理效果。经催化氧化后的气体进入其它的陶瓷填充层，回收热能后通过旋转阀排放到大气中，净化后排气温度仅略高于废气处理前的温度。系统连续运转、自动切换。通过旋转阀工作，所有的陶瓷填充层均完成加热、冷却、净化的循环步骤，热量得以回收。

RCO是一种新的催化技术，它具有RTO高效回收能量的特点和催化反应的低温工作的优点，将催化剂置于蓄热材料的顶部，来使净化达到最优，其热回收率高达95%。RCO系统性能优良的关键是使用专用的、浸渍在鞍状或是蜂窝状陶瓷上的贵金属或过渡金属催化剂，氧化发生在250-500℃低温，既降低了燃料消耗，又降低了设备造价。

现在，有的国家已经开始使用RCO技术取代CO进行有机废气的净化处理，很多RTO设备也已经开始转变成RCO,这样可以消减操作费用达33%-50%.经反应后，有毒的HC化合物转化为无毒的CO2和H2O,从而使污染得到治理。

RCO与RTO技术对比

1、RCO技术反应温度低

RCO反应温度一般在 300～500℃，热损失小，所需的能耗低；而RTO反应温度一般在800～1000℃（个别资料提到反应温度760℃，但需增加反应停留时间），热损失大，所需的能耗高。

2、RCO技术不产生NOx

RTO的反应温度比较高，会将空气中的氮气部分转化为NOx，并且这一转化率随着温度的提高、停留时间的延长会迅速提升，RCO不会生成NOx。

据研究：

1）一套20万m3/h处理量的RTO设备，其NOx排放量约等于一台35t/h的燃煤流化床锅炉。

2）在 930℃时，在空气气氛下，N2和O2反应生成的热力型NOx平衡浓度可以达到210ppm（265mg/m3），如果停留时间足够长，生成的NOx还会进一步增加。

3）《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》5.5.1一般规定：在一般规定中，对治理工程处理后可达到的排放水平以及净化设备运行过程中的环境保护要求、监测要求等进行了原则性的规定。关于净化系统产生的二次污染物的控制在规范6.4中进行了规定。在此，需要指出的是，RTO处理为高温燃烧，在此过程中，有可能会生成NOx，需要对其净化予以考虑，具体排放要求执行国家或地方的相关排放标准。

基于此，如果采用RTO技术治理VOCs，后续要采取脱硝措施。

3、RCO技术不产生二噁英

RCO技术作为VOCs治理的主流技术，也是目前能够实现VOCs达标排放的成熟技术。但许多业主，甚至环保从业人员，对催化氧化过程中是否生成二噁英顾虑重重，尤其碰到废气中含有卤素、芳烃等物质时，在选用催化氧化技术时就会更加慎重。其实，用催化氧化技术处理VOCs废气，基本不同担心生成二噁英，如果催化剂配伍当中配置分解二噁英催化剂，就更不用担心二噁英问题。

RTO技术在处理含氯废气时会产生二噁英。如果要消除处理后废气中的二噁英，需要在二燃室将废气加热到＞1100℃，停留时间＞2s，然后采用急冷技术，将废气温度从600℃迅速降温至150℃以下，这个时间不能超过2s，从而破坏二恶英再度生成的温度区间，消除二噁英。

【小知识科普：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。】

4、RCO 技术投资低

处理同样规模的有机废气，设备配置水平相同，应用RCO技术投资低于应用RTO技术的投资，一般为RTO技术投资的80%。有人认为，RCO技术相比RTO技术，多了价格高昂的催化剂，为什么反而投资低？原因如下：

1）RCO反应停留时间比RTO短得多，约为1/5；

2）RTO需配备脱硝设施；

3）针对含氯废气，RTO需增加急冷装置；

4）RTO需配备燃料储运设施；

5）RTO需配备备用电源；

6）RTO设备需采用耐高温的材料；

7）针对含氯废气，RTO需解决高温氯腐蚀问题，会大幅度增加设备投资。

5、RCO技术运行费用低

RCO因为反应温度低，与外界热量交换比较少，热损失小，需要补充的外加热源相应就比较小，因此运行费用低。

综上所述，RTO技术存在的问题是严重的二次污染，同时存在投资大、运行费用高、风险高等问题。2019年7月1日实施的《制药工业大气污染物排放标准》（GB 37823—2019）、 《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》（GB37824-2019）、《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB37822-2019）等，均正式提出了高温产生氮氧化物的问题、含氯废气产生二噁英的问题等。

上述标准的正式实施，极大地限制了RTO的应用范围，RCO技术的优势得以凸显。相信随着整个社会对废气治理的关注、认知的提高，RCO将会在越来越多的废气治理领域发挥作用。