1、適用范圍或應用領域
適用于化工、制藥、農藥、印染、涂料等行業VOC、有機廢水、廢液及廢鹽、餐廚廢氣及垃圾滲濾液等治理與資源化回收利用等。
2、技術簡介
本技術顛覆傳統按照污染物相態進行處理的模式，創造性地提出按照廢棄物分子結構處理廢棄物的思路，用于有機廢氣、有機廢液、精餾殘液、含鹽廢水、廢鹽、有機固廢等常見“三廢”的深度凈化與資源化。臨氧裂解一體化凈化裝備實現撬塊化，便于運輸和安裝、占地面積小、靈活，運行成本低、凈化效率高，可以嵌入生產裝置一體化運行，使得“三廢”不出裝置、不出車間。此外，本技術可單獨使用于垃圾滲濾液、餐廚廢氣等行業廢棄物，具有顯著的通用性。
3、工藝路線及參數或技術原理
（一）基本原理
污染物的相態是由其中關鍵污染組份的揮發性、溶解性、聚集狀態和存在介質所決定的，關鍵污染組份多是可氧化的有機物，存在共性的氧化處理方法。固廢中有機聚合物或者大分子有機物熱解為氣態的溫度較高，實現熱解氧化的溫度一般不低于700 ℃，維持高效凈化過程穩定需要大量能耗，且與氣態有機物氧化溫度不匹配。臨氧裂解技術基于有機聚合物和大分子有機物結構特征，設計裂解-氧化雙功能催化劑，在裂解催化點位作用下，在300℃左右的反應溫度下將有機聚合物或者大分子有機物完全裂解為氣態有機小分子，繼而在氧化催化點位作用下，在≤450 ℃的反應溫度下徹底氧化為無生態污染的二氧化碳、水等物質。
（二）作用過程
雙功能催化劑具有裂解功能和氧化功能，在其作用下，能將“三廢”中含有的大分子有機物裂解為小分子的有機物，小分子的有機物在氧氣氛下再氧化成無機物的小分子，即含有C、H、O、Cl、N等元素的有機污染物在雙功能催化劑和氧氣氛作用下，發生裂解與氧化耦合作用，C被氧化成CO2，H被氧化成H2O，Cl被轉化成HCl和少量的Cl2，N元素被氧化成N2，因反應溫度低，幾乎不生成氮氧化物；再用堿液洗滌尾氣中含有的微量HCl和Cl2，從而使洗滌后的尾氣達標排放。
以聚酯有機固廢為例，
（1）復合型催化劑中，金屬氧化物部分具有氧化作用，加深了有機固廢的高溫氧化；沸石分子篩具有低溫裂解作用，促進高聚物在更低溫度下裂解。實現了低溫裂解和高溫氧化的協同效應
（2）高分子有機物在沸石分子篩酸性位點上C-C鍵斷裂裂解為烴、酯和其他較小的有機物，起到低溫裂解的作用
（3）氣態氧吸附在金屬氧化物上形成活性氧（O*）
（4）金屬氧化物在沸石分子篩上的分散大大促進活性氧（O*）在催化劑表面的遷移，遷移到表面O*物種可以借助與金屬氧化物催化劑和小分子有機物之間的表面進行接觸，裂解的有機物被完全氧化成CO2，并最終擴散到大氣中，起到高溫氧化的作用。
4、主要技術指標
本裝置的核心催化材料在系統正常工作條件下，能夠快速將有機污染物轉化為無機物的小分子。
技術指標如下：
（1） 溫度：250~450 ℃
（2） 壓力：常壓
（3） 鹽度：可以將含鹽廢水的脫鹽與臨氧裂解結合進行
（4） 懸浮物：較大顆粒懸浮物需進行預處理
（5） 雜質：視雜質具體情況而定
凈化指標如下：
（1）凈化氣中非甲烷總烴含量≤10 mg/m3
（2）凈化水中COD可以達到≤ 50 mg/L；
（3）凈化水中氨氮可以達到≤ 50 mg/L。
（4）凈化鹽中TOC≤ 6 mg/L
5、技術特點
“低溫裂解與高溫氧化臨氧裂解協同凈化技術”是實現“三廢”高效凈化的創新技術，并具有以下特點：
（1）有效解決了焚燒填埋法、超臨界水氧化法存在的污染大、設備能耗高的缺點，具有環保無污染、清潔高效、能耗低的特點； （2）有效地將難以回收處理的有機污染物轉化為無污染、清潔的水和二氧化碳，實現末端無害化；
（3）臨氧裂解凈化技術簡單易操作、PLC或DCS自動控制，具有顯著的通用性；
（4）處理對象的多樣化，能夠對不同類型的“三廢”進行處置。
6、技術優勢
本技術可在250~450 ℃下實現化工“三廢”的同時處置，適用于全濃度范圍內的廢氣、廢水以及固廢同時處理，屬于低能耗“三廢”處置技術。
（1）吸附與膜分離技術：可以分別處理VOC濃度低于300 mg/m3和高于10000 mg/m3的廢氣。二者都可以處理COD低于10000 mg/L的廢水，但無法處理高濃度廢水和固廢。
（2）RTO技術：僅適用于處理VOC濃度5000~20000 mg/m3的廢氣，且反應溫度須達到800~850 ℃，能耗較高，并不適用處理廢水和廢渣。
（3）焚燒技術：反應溫度高達850 ℃以上，耗能高。
一體化臨氧裂解技術與傳統方法對比如下表所示：
技術名稱 | 臨氧裂解 | 吸附 | 膜分離 | 生物處理 | RTO | 焚燒 |
廢氣VOC(mg/m3) | 全濃度 | ≤300 | >10000 | / | 5000～20000 | 全濃度/補充燃料 |
廢水COD(mg/L) | 全濃度 | ≤10000 | ≤10000 | 非全濃度，需銜接深度處理技術 | 不適用 | 需補充燃料 |
廢渣 | 適用 | 不適用 | 不適用 | 適用 | 不適用 | 適用 |
適用范圍 | 氣、液、固三相 | 氣、液兩相 | 氣、液兩相 | 液、固兩相 | 氣相 | 氣、液、固三相 |
反應溫度(℃) | 250~450 | 常溫 | 常溫 | 常溫 | 800~850 | >850 |
能耗 | 低 | 低 | 低 | 低 | 高 | 高 |
7、設備組成
模塊化組成，便于運輸、安裝，占地面積小。
采用變頻風機，同時可根據現場使用環境選裝隔音罩。主體設備包括電加熱器、余熱回收器、反應器等。根據污染物性質，可選配堿洗冷卻模塊。
控制系統：設備采用PLC或DCS控制系統，對處理設備的運行狀態、溫度點和壓力加以監測。為保證處理系統的正常運行，本設計通過采集與傳輸溫度、壓力參數的變化信號來達到裝置穩定運行和連鎖自動保護功能，設置多個報警及連鎖保護，確保設備安全穩定運行。
基本參數：
（1）溫度：250~450 ℃；（2）壓力：常壓（3）風量：200-700000 Nm3/h；（4）功率：30 -1000 kW；（5）廢水處理量：10-5000 kg/h；（6）廢液處理量：5-500 kg/h
8、技術要求
設備使用條件：
（1）大氣壓力：86kPa~116 kPa；
（2）電源工作環境溫度：0℃~40℃；
（3）交流電源電壓： 380V±10%；
（4）交流電源頻率：50Hz±10%
外觀和結構：
（1）外觀：設備表面無裂痕、毛刺及永久性污染物，亦無明顯變形和劃痕；標識應齊全、正確、清晰。
（2）結構：控制柜和電器柜完整、漆層完好整潔、各個電氣元件應該齊全完好，安裝位置正確。所有回路接線應準確，連接可靠，標志齊全清晰。所有線纜的規格和布置應符合設計要求，排列整齊，無機械損傷，設備整體防爆。
噪聲：設備正常運行時產生的噪聲在距離設備1m時＜85db(A)。
安全性：進入風機前的廢氣管線安裝LEL報警儀，緊急排放閥，并與主體設備關鍵溫度參數聯鎖；進入主體設備前的廢氣安裝阻火器，主體設備安裝防爆膜片；設備整體防爆，控制柜、電器柜根據擺放位置選擇是否防爆設計。
9、工程案例
目前臨氧裂解技術和撬塊裝備，已在江蘇、山東等省成功推廣應用，如江蘇鎮江某公司2套甲苯氯化生產氯甲苯尾氣及鄰氯甲苯氯化生產鄰氯氯芐和鄰氯苯甲醛尾氣、常州某公司3套含氯甲苯、氯化芐、氯苯醛有機廢氣凈化裝置、如東小洋口某藥業公司含鹽酸乙醇廢氣凈化裝置、某化工公司含甲苯與氯化芐廢氣凈化裝置、海安某公司含苯胺廢氣凈化裝置、南通某上市公司含甲苯尾氣凈化裝置、南京新材料產業園區某公司2套含乙醛有機廢氣凈化裝置、某公司含異丁烯等三廢一體化凈化裝置及山東淄博某礦業集團公司三廢一體化凈化裝置等。具體案例如下：
項目概況：某化工企業排放尾氣含有甲苯、氯甲苯和氯化芐等有機物，非甲烷總烴含量3000 mg/m3，風量5000 m3/h，需進行深度凈化才能達標排放。
項目主要內容及工藝流程：（1）項目設備：臨氧裂解撬裝設備以及相關控制儀表和控制系統；（2）進入系統濃度：非甲烷總烴3000 mg/m3；（3）處理后濃度：非甲烷總烴<20 mg/m3、甲苯<5 mg/m3；（4）處理能力：5000 m3/h；（5）非甲烷總烴去除率: >99%
項目主要工藝參數：（1）溫度：250~450 ℃；（2）壓力：常壓；（3）催化劑：運行壽命至少2年
項目運營管理情況：裝置運行3000小時，尾氣非甲烷總烴<10 mg/m3。
投資運營成本等情況：
運營成本包括系統開車耗電以及高溫風機輸送耗電。系統開車耗電：假設電加熱器功率100 kW，升溫時間控制在6 h，則空氣升溫所耗的電量為600 kWh。假設電加熱器每三個月檢修一次，全年開車次數為4次，則全年的耗電量為2400 kWh。耐高溫風機的電耗：以輸送5000 m3/h的風量選型耐高溫風機，其電機功率為22 kW，則年耗電量為1.93×105kWh。全年總電耗為1.95×105 kWh，工業用電價按0.8元/kWh計，廢氣處理電費15.60萬元/年。
該裝置和并入原有生產裝置運行，實現全流程自動控制，可不考慮人力成本。
因此，該裝置直接運營成本僅為風機與電加熱器耗電，每立方廢氣處理成本0.003元，廢氣中每公斤非甲烷總烴處理成本1.19元。
該裝置投資費用為340萬元，包括技術開發費、催化劑加工、撬裝設備加工組裝和安裝調試、DCS控制系統等。以10年折舊計，折舊費34萬元/年
