Экономическое сравнение термического дожига и каталитического окисления

Ниже приводим расчеты экономического эффекта и качественную оценку от применения каталитического окисления в сравнении с термодожигом на 14000 нм³/ч (8520 часов/год работы с содержанием горючих соединений 3-4 г/нм³):

Статья расхода	Термоокисление с рекуперацией тепла	Каталитическое окисление с рекуперативным теплообменом	Экономия от каталитического окисления
Природный газ	Горелка 0,2−0,225 МВт/1000нм³ газа, горелка на 2,75 МВт без рекуперации тепла, горелка 1,5 МВт с рекуперацией тепла. Расход газа на горелку 1,5 МВт — 130−150нм³/ч	Подогрев газа — 30−40 нм³/ч. При автотермическом процессе — 0 нм³/ч	Экономия — до 100 нм³/ч природного газа + 5,1 млн. р/год
Электроэнергия	220 кВт	120 кВт	Экономия — 100 кВтч + 2,6 млн. р/год
Штрафы	Больше СO₂, NOx, CO CO₂ образуется на 100 нм³/ч больше	Меньше СО₂, отсутствие NOx и CO	+ Экономия на штрафах
Ремонты	Ремонт футеровки за счет циклов охлаждения/нагревания, образования конденсата, Более частое обслуживание горелки, воздуходувок	Дольше срок службы узлов, благодаря низкой температуре эксплуатации	+ экономия на ремонтах
Автоматическая система контроля выбросов	Требуется для термического дожигания	Не требуется	+ экономия на системе автоматического контроля выбросов (стоимость около 200 000 Евро)
Взрывобезопасное исполнение	Требуется, так как окисление в пламени. Риск взрывов.	Может требоваться частично, так как окисление без пламени	+ экономия на кап. затратах
Температура газов на выходе из трубы	До 500 °C (обычно 300)	До 150°С	+ Теплосъем
Катализатор	0	+	— 1,0 млн. р/год
Общая экономия			+ 6,7 млн р/год (без учета системы автоматического контроля, теплосъема, ремонтов, штрафов)

Как видим, основная экономия от применения каталитического окисления состоит в природном газе. Из нашего опыта, потребление газа при каталитическом окислении обычно отличается в 3-4 раза в сравнении с термоокислением. Если предприятие рассматривает возможность модернизации термического дожига для возможности выполнения новых экологических требований в России по выбросам, то с каталитическим окислением возможно достичь окупаемости проекта за 3-5 лет.

Производители термодожигателей также предлагают оптимальные решения по энергосбережению — это и регенеративный, и рекуперативный термодожиги, в которых тепло от реакции окисления используется для нагрева газов. Однако важно отметить, что для окисления газовых компонентов необходимо поддержание температуры выше температуры самовоспламенения горючих соединений. В противном случае, мы говорим только о нагреве газов, а не об их окислении. Например, для ацетона это составляет около мин. 650 °C. Таким образом, при термодожигании нужно расходовать газ для поддержания достаточной температуры (750−850 °С) по всему объему реактора.

Другим энергосберегающим фактором является температура на выходе из установки очистки. Для термического окисления обычно это 300−400 °С, для каталитического — 100−150 °С. Низкая температура на выходе из установки каталитического окисления связана с тем, что теплообмен происходит непосредственно после реактора окисления. Дополнительное тепло после реактора используется для нагрева входящего газа. Для термического окисления терморекуперация происходит внутри реакторов (теплообменник или например, керамические термоадсорбенты), что обеспечивает равномерный прогрев всей конструкции до 750−850 °С. Для снижения температуры на выходе и на дымовой трубе требуется установка дополнительного теплоообменника или котла-утилизатора, что приводит к дополнительным расходам.

Несмотря на высокое энергопотребление, термический дожиг активно используется, когда отсутствует понимание состава отходящих газов, или состав газов сильно меняется, или из-за примесей, которые потенциально могут мешать работе катализатора. Наконец, температура газов выше 600 °С, при которой катализаторы не способны к эксплуатации. В остальных случаях, каталитическое окисление является достойной альтернативой термическому с вполне ощутимым экономическим эффектом.

Получить предложение

Будем рады диалогу и сотрудничеству!

Оставьте контактные данные — мы свяжемся с вами в ближайшее время и предложим решение.