RTO是一種高效有機(jī)廢氣治理技術(shù),與傳統(tǒng)的催化燃燒、直燃式熱氧化爐(TO)相比,具有熱效率高(≥95%)、運(yùn)行成本低、能處理大風(fēng)量中低濃度廢氣等特點(diǎn),濃度稍高時(shí),還可以進(jìn)行二次余熱回收,大大降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。
RTO(Regenerative Thermal Oxidizer簡(jiǎn)稱RTO),蓄熱式氧化爐。其原理是在高溫下將廢氣中的有機(jī)物(VOCs)氧化成對(duì)應(yīng)的二氧化碳和水,從而凈化廢氣,并回收廢氣分解時(shí)所釋放出來(lái)的熱量,三室RTO廢氣分解效率達(dá)到99%以上,熱回收效率達(dá)到95%以上。RTO主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、蓄熱室和切換閥等組成。根據(jù)客戶實(shí)際需要,選擇不同的熱能回收方式和切換閥方式。
工作原理
其原理是把有機(jī)廢氣加熱到760攝氏度(具體需要看成分)以上,使廢氣中的VOC氧化分解成二氧化碳和水。氧化產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)特制的陶瓷蓄熱體,使陶瓷體升溫而“蓄熱”,此“蓄熱”用于預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣。從而節(jié)省廢氣升溫的燃料消耗。陶瓷蓄熱室應(yīng)分成兩個(gè)(含兩個(gè))以上,每個(gè)蓄熱室依次經(jīng)歷蓄熱-放熱-清掃等程序,周而復(fù)始,連續(xù)工作。蓄熱室“放熱”后應(yīng)立即引入適量潔凈空氣對(duì)該蓄熱室進(jìn)行清掃(以保證VOC去除率在98%以上),只有待清掃完成后才能進(jìn)入“蓄熱”程序。否則殘留的VOCS隨煙氣排放到煙囪從而降低處理效率。
適用廢氣
●適用有機(jī)廢氣種類:烷烴、烯烴、醇類、酮類、醚類、酯類、芳烴、苯類等碳?xì)浠衔镉袡C(jī)廢氣。
●有機(jī)物低濃度(同時(shí)滿足低于25%LEL)、大風(fēng)量
● 廢氣中含有多種有機(jī)成分、或有機(jī)成分經(jīng)常發(fā)生變化
● 含有容易使催化劑中毒或活性衰退成分的廢氣
發(fā)展分類
代RTO是單體式結(jié)構(gòu),以的一進(jìn)一出為風(fēng)流導(dǎo)向。
第二代RTO是采用閥門切換式,也是見(jiàn)的一種 RTO。其由兩個(gè)或多個(gè)陶瓷填充床, 通過(guò)閥門的切換, 改變氣流的方向, 從而達(dá)到預(yù)熱VOC 廢氣的目的。
第三代RTO采用旋轉(zhuǎn)式分流導(dǎo)向,并把爐膛內(nèi)蓄熱體分成多個(gè)等份的單體密封單元,通過(guò)不停轉(zhuǎn)動(dòng)把VOC導(dǎo)向至各個(gè)蓄熱體單元進(jìn)行氧化。
第四代RTO是的治理供熱一體化設(shè)備,采用旋轉(zhuǎn)式閥門分流,把多個(gè)蓄熱室緊湊結(jié)合為一個(gè)燃燒室,內(nèi)置換熱器或熱風(fēng)調(diào)節(jié)裝置,達(dá)到治理廢氣的同時(shí)滿足供熱需求。
在我國(guó),旋轉(zhuǎn)RTO是近幾年發(fā)展起來(lái)的,*的占據(jù)主流地位的仍是三廂式塔式RTO,凈化效率高于旋轉(zhuǎn)式RTO。
性能特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)[2]:
●幾乎可以處理所有含有機(jī)化合物的廢氣
● 可以處理風(fēng)量大、濃度低的有機(jī)廢氣
●處理有機(jī)廢氣流量的彈性很大(名義流量20%~120%)
●可以適應(yīng)有機(jī)廢氣中VOC的組成和濃度的變化、波動(dòng)
●對(duì)廢氣中夾帶少量灰塵、固體顆粒不敏感
●在所有熱力燃燒凈化法中熱高(>95%)
●在合適的廢氣濃度條件下無(wú)需添加輔助燃料而實(shí)現(xiàn)自供熱操作
●凈化效率高(三室>99%)
●維護(hù)工作量少、操作安全可靠
●有機(jī)沉淀物可周期性的清除,蓄熱體可更換
●整個(gè)裝置的壓力損失較小
●裝置使用壽命長(zhǎng)
缺點(diǎn):
●裝置重量大,因?yàn)椴捎锰沾尚顭狍w
●裝置體積大,只能放在室外
● 要求盡可能連續(xù)操作
● 一次性投資費(fèi)用相對(duì)較高
●不能*凈化處理含硫含氮含鹵素的有機(jī)物
同理也可以通過(guò)蓄熱式燃燒將煙氣加熱至SNCR或者SCR脫硝反應(yīng)需要的溫度進(jìn)行脫硝,特別是針對(duì)于不具備脫硝條件,氮氧化物濃度比較高又必須要脫硝的情況,比如鉛鋅冶煉爐或者立式石灰爐釩礦爐等,鉛鋅冶煉爐是將配比好的礦石加熱至鋅煙化溫度,鋅通過(guò)煙化為氣態(tài)再通過(guò)降溫收集,這期間因?yàn)闊煔庠诘V石加料、加溫、煙化、放料等幾個(gè)過(guò)程中煙塵里面含有大量的氣態(tài)或者固態(tài)顆粒狀的鋅,在800多度時(shí)噴入氨水或者尿素溶液,效果很差并且波動(dòng)幅度非常大,氨逃逸也非常厲害,在300°左右時(shí)又因?yàn)闊煔庵泻秀U、鋅等重金屬,又不適宜用SCR脫硝,這樣會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒,如果在煙氣排放末端采用RTO模式,可以將煙氣加熱到800°左右脫完硝后再將熱量回收利用,效果非常好。
蓄熱式焚燒(RTO)工作原理
>>二室RTO工作原理
有機(jī)廢氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)輸入蓄熱室1進(jìn)行升溫,吸收蓄熱體中存儲(chǔ)的熱量,隨后進(jìn)入焚燒室進(jìn)一步燃燒,升溫至設(shè)定的溫度(760℃),在這個(gè)過(guò)程中有機(jī)成分被*分解為CO2和H2O。由于廢氣在蓄熱室1內(nèi)吸收了上一循環(huán)回收的熱量,從而減少了燃料消耗。
處理過(guò)后的高溫廢氣進(jìn)入蓄熱室2進(jìn)行熱交換,熱量被蓄熱體吸收,隨后排放。而蓄熱室2存儲(chǔ)的熱量將可用于下個(gè)循環(huán)對(duì)新輸入的廢氣進(jìn)行加熱。該過(guò)程完成后系統(tǒng)自動(dòng)切換進(jìn)氣和出氣閥門改變廢氣流向,使有機(jī)廢氣經(jīng)由蓄熱室2進(jìn)入,焚燒處理后由蓄熱室1熱交換后排放,如此交替切換持續(xù)運(yùn)行。
>>三室RTO工作原理
有機(jī)廢氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入蓄熱室1吸熱,升溫后進(jìn)入焚燒室中進(jìn)一步加熱,使有機(jī)廢氣持續(xù)升溫直至有機(jī)成分*分解成CO2和H2O。由于廢氣在升溫過(guò)程中利用了蓄熱體回收的熱量,所以燃料消耗較少。廢氣經(jīng)處理后離開(kāi)燃燒室,進(jìn)入蓄熱室2釋放熱量后排放,而蓄熱室2的蓄熱體吸熱后用于下個(gè)循環(huán)加熱新輸入的低溫廢氣。
與此同時(shí),引入部分凈化后的氣體對(duì)蓄熱室3進(jìn)行吹掃以備進(jìn)行下一輪熱交換。該過(guò)程全部完成后切換進(jìn)氣和出氣閥門,氣體由蓄熱室2進(jìn)入,蓄熱室3排出,蓄熱室1進(jìn)行吹掃;再接下來(lái)的循環(huán)則切換為由蓄熱室3進(jìn)入,蓄熱室1排出,蓄熱室2進(jìn)行吹掃,如此交替切換持續(xù)運(yùn)行。此外,為了提高熱能利用率還可在RTO焚燒爐后設(shè)置換熱器加強(qiáng)余熱利用。
>>旋轉(zhuǎn)RTO工作原理
旋轉(zhuǎn)RTO的蓄熱體中設(shè)置分格板,將蓄熱體床層分為幾個(gè)獨(dú)立的扇形區(qū)。廢氣從底部經(jīng)進(jìn)氣分配器進(jìn)入預(yù)熱區(qū),使氣體溫度預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入頂部的燃燒室,并*氧化。凈化后的高溫氣體離開(kāi)氧化室,進(jìn)入冷卻區(qū),將熱量傳給蓄熱體而氣體被冷卻,并通過(guò)氣體分配器排出。而冷卻區(qū)的陶瓷蓄熱體吸熱,“貯存”大量的熱量(用于下個(gè)循環(huán)加熱廢氣)。為防止未反應(yīng)的廢氣隨蓄熱體的旋轉(zhuǎn)進(jìn)入凈化氣出口去,當(dāng)蓄熱體旋轉(zhuǎn)到凈化器出口區(qū)之前,設(shè)有一扇形區(qū)作為沖洗區(qū)。
通過(guò)蓄熱體的旋轉(zhuǎn),蓄熱體被周期性的冷卻和加熱旋轉(zhuǎn),如此不斷地交替進(jìn)行。
蓄熱式焚燒(RTO)系統(tǒng)組成
1.蓄熱體
蓄熱體是RTO系統(tǒng)的熱量載體,它直接影響RTO的熱利用率,其主要技術(shù)指標(biāo)如下:
(1)蓄熱能力:?jiǎn)挝惑w積的蓄熱體所能存儲(chǔ)的熱量越大,蓄熱室的體積越??;
(2)換熱速度:材料的導(dǎo)熱系數(shù)可以反映熱量傳遞的快慢,導(dǎo)熱系數(shù)越大熱量傳遞越迅速;
(3)熱震穩(wěn)定性:蓄熱體在高低溫之間連續(xù)多次地切換,在巨大溫差和短時(shí)間變化的情況下,極易發(fā)生變形以至于碎裂,堵塞氣流通道,影響蓄熱效果;
(4)抗腐蝕能力:蓄熱材料接觸的氣體介質(zhì)多為具有強(qiáng)腐蝕性,抗腐蝕能力將影響RTO的使用壽命。
2.切換閥
切換閥是RTO焚燒爐進(jìn)行循環(huán)熱交換的關(guān)鍵部件,必須在規(guī)定的時(shí)間準(zhǔn)確地進(jìn)行切換,其穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。因?yàn)閺U氣中含有大量粉塵顆粒,切換閥的頻繁動(dòng)作會(huì)造成磨損,積攢到一定程度會(huì)出現(xiàn)閥門密封不嚴(yán)、動(dòng)作速度慢等問(wèn)題,會(huì)極大地影響使用性能。
3.燒嘴
燒嘴的主要目的是不讓氣體與燃料混合地過(guò)快,這樣會(huì)形成局部高溫;但也不能混合過(guò)慢導(dǎo)致燃料出現(xiàn)二次燃燒甚至燃燒不充分。為了確保燃料在低氧環(huán)境下燃燒,需要考慮到燃料與氣體間的擴(kuò)散、與爐內(nèi)廢氣的混合以及射流的角度及深度,這些參數(shù)應(yīng)在設(shè)計(jì)之初根據(jù)實(shí)際的工藝需求準(zhǔn)確計(jì)算,否則會(huì)直接影響RTO的焚燒效果。
蓄熱式焚燒(RTO)技術(shù)特點(diǎn)
智澤RTO設(shè)備優(yōu)勢(shì)
①工藝豐富:兩室、三室及旋轉(zhuǎn)RTO多種工藝可選;
②去除率高:VOCs去除效率高,可達(dá)到>99%以上,適宜不同工況;
③適用度高:可處理多種組分,幾乎所有有機(jī)廢氣
④經(jīng)濟(jì)效益:可按需配置余熱裝置;高效換熱使設(shè)備具有良好的經(jīng)濟(jì)性和安全性;
⑤運(yùn)行安全:熄火保護(hù)、超溫報(bào)警等功能使運(yùn)行更安全;
⑥使用方便:自動(dòng)化控制程度高、維修方便;
⑦結(jié)構(gòu)合適:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小;
⑧實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):采用PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多重保護(hù),實(shí)現(xiàn)故障自檢和排除,系統(tǒng)穩(wěn)定完善。
蓄熱式焚燒(RTO)適用領(lǐng)域
● 濃度較低 ,風(fēng)量較大的涂裝、制藥行業(yè)有機(jī)廢氣
● 含苯系物、酚類、醛類、酮類、醚類、酯類等有機(jī)成分的石油、化工(如塑料、橡膠、合成纖維、有機(jī)化工)、塑料、橡膠、制藥、印刷(包括印鐵、印紙、印塑料)、農(nóng)藥、制鞋、電力電纜生產(chǎn)行業(yè)等。
● 廢氣含有水銀,鉛,錫,鋅磷,磷化物,砷等造成催化劑中毒的物質(zhì)
蓄熱式焚燒(RTO)設(shè)備工藝圖
二室RTO示意圖
三室RTO示意圖