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直燃式焚燒爐的設(shè)計(jì)是依廢氣風(fēng)量,VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定。操作時(shí)含VOCs的廢氣用系統(tǒng)風(fēng)機(jī)導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)的換熱器,廢氣經(jīng)由換熱器管側(cè)而被加熱后,再通過(guò)燃燒器,這時(shí)廢氣已被加熱至催化分解溫度(650~1000℃),并且有足夠的留置時(shí)間(0.5~2.0秒)。這時(shí)會(huì)發(fā)生熱反應(yīng),而VOCs被分解為二氧化碳及水氣。之后此一熱且經(jīng)凈化氣體進(jìn)入換熱器之殼側(cè)將管側(cè)(tubeside)未經(jīng)處理的VOC廢氣加熱,此換熱器會(huì)減少能源的消耗(甚至于某適當(dāng)?shù)腣OCs濃度以上時(shí)便不需額外的燃料),后,凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。
濃縮轉(zhuǎn)輪/焚燒爐系統(tǒng)吸附大風(fēng)量低濃度揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)。再把脫附后小風(fēng)量高濃度廢氣導(dǎo)入焚燒爐予以分解凈化。大風(fēng)量低濃度的VOCs廢氣,通過(guò)一個(gè)由沸石為吸附材料的轉(zhuǎn)輪,VOCs經(jīng)被轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)的沸石所吸附后凈化的氣體經(jīng)煙囪排到大氣,再于脫附區(qū)中用180℃~200℃的小量熱空氣,將VOCs予以脫附。如此一高濃度小風(fēng)量的脫附廢氣在導(dǎo)入焚燒爐中予以分解為二氧化及水氣,凈化的氣體經(jīng)煙囪排到大氣。
蓄熱式熱力焚化爐,簡(jiǎn)稱RTO,英文全稱為Regenerative Thermal Oxidizer,主要應(yīng)用于低濃度大風(fēng)量的有機(jī)廢氣(VOC)的處理,RTO設(shè)備的形式常見(jiàn)的有旋轉(zhuǎn)式與多箱式。其中多箱式常見(jiàn)的有2室和3室結(jié)構(gòu),處理大風(fēng)量時(shí)還可設(shè)計(jì)成5室、7室等形式以及圓形等結(jié)構(gòu)。
待處理的低溫有機(jī)廢氣在入口風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入蓄熱室1的陶瓷層,(該陶瓷介質(zhì)已經(jīng)把上一循環(huán)的熱量“貯存”起來(lái)),陶瓷釋放熱量使有機(jī)廢氣升至較高溫度后進(jìn)入燃燒室。燃燒室中,燃燒器燃燒燃料放熱,使廢氣升至設(shè)定的氧化溫度(760℃~800℃),廢氣中的有機(jī)物被分解成CO2和H2O。由于廢氣經(jīng)過(guò)蓄熱室預(yù)熱,廢氣氧化也釋放一定的熱量,所以燃燒器燃料的用量較少。氧化室有兩個(gè)作用:一是保證廢氣能達(dá)到設(shè)定的氧化溫度,二是保證有足夠的停留時(shí)間使廢氣充分氧化。廢氣成為凈化的高溫氣體后離開(kāi)燃燒室,進(jìn)入蓄熱室2(上兩個(gè)循環(huán)陶瓷介質(zhì)已被冷卻吹掃),釋放熱量后排放,而蓄熱室2的陶瓷吸熱,“貯存”大量的熱量(用于下個(gè)循環(huán)加熱使用)。蓄熱室3在這個(gè)循環(huán)中執(zhí)行吹掃功能。完成后,蓄熱室進(jìn)氣與出氣閥門(mén)進(jìn)行一次切換,蓄熱室2進(jìn)氣,蓄熱室3出氣,蓄熱室1吹掃;再下個(gè)循環(huán)則是蓄熱室3進(jìn)氣,蓄熱室1出氣,蓄熱室2吹掃,如此不斷交替進(jìn)行。凈化后的廢氣經(jīng)煙囪排入大氣。
RTO 裝置經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行及改進(jìn)發(fā)展,表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)主要有:
(1) 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(相對(duì)于直燃焚燒爐)的有機(jī)廢氣;
(2) 可以適應(yīng)廢氣中VOCs 的組成和濃度的變化、波動(dòng);
(3) 對(duì)廢氣中夾帶少量灰塵、固體顆粒不敏感;
(4) 在所有熱力燃燒凈化法中熱效率( > 90%);(5)在合適的廢氣濃度條件下無(wú)需添加輔助燃燒而實(shí)現(xiàn)自供熱操作;
(6) 凈化效率高( 三室> 98%, 兩室95% ~98%),維護(hù)工作量少,操作安全可靠;
(7) 有機(jī)沉積物可周期性地清除,蓄熱體可更換;
(8) 整個(gè)裝置的壓力損失較小(RTO 裝置系統(tǒng)總壓力損失一般<3 000 pa,隨所用蓄熱體的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、氣體速度而變),裝置使用壽命長(zhǎng)。
主要缺點(diǎn)有:(1)裝置重量大(因?yàn)椴捎锰沾尚顭狍w)、容積大;(2)要求盡可能連續(xù)操作;(3)投資費(fèi)用相對(duì)較高;(4)對(duì)于大風(fēng)量、低濃度廢氣而言,運(yùn)行費(fèi)用仍然偏高;(5)存在一定的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),國(guó)產(chǎn)儀表質(zhì)量不過(guò)關(guān),國(guó)外品牌價(jià)格貴。
即蓄熱式焚燒爐,通過(guò)對(duì)廢氣焚燒產(chǎn)生的余熱采用陶瓷蓄熱體進(jìn)行蓄熱,有效利用了焚燒產(chǎn)生的熱量,從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)焚燒的目的。焚燒過(guò)程溫度控制在750~850℃。廢氣進(jìn)口溫度通常為常溫,經(jīng)過(guò)RTO焚燒再蓄熱利用后溫度達(dá)到100℃左右,即廢氣溫升約80~90℃。焚燒爐內(nèi)氧含量在18%~20%之間,氧含量較高,故對(duì)進(jìn)入RTO的廢氣LEL濃度控制較嚴(yán)格,需要控制在下限的25%以下。焚燒效率約95%,運(yùn)行成本和投資成本相比VAR焚燒爐更低一些。1進(jìn)入RTO焚燒爐的廢氣要求
(1)主要適用于大風(fēng)量、低濃度的廢氣焚燒;
(2)含酸性污染物先進(jìn)行預(yù)處理,去除絕大部分無(wú)機(jī)酸;
(3)廢氣中VOC濃度不能過(guò)高,一般控制在下限的25%以下;
(4)廢氣不能含明顯固體、粉塵,否則必須經(jīng)過(guò)預(yù)除塵、過(guò)濾處理;
(5)禁止混入氫氣、氣、乙烯等危險(xiǎn)性較大的廢氣。2RTO的局限性
(1)不能處理高含量含氫廢氣、廢氣、腐蝕性廢氣、乙烯廢氣等危險(xiǎn)性廢氣;
(2)不能處理LEL濃度超過(guò)25%的廢氣,如果高于該濃度要求,則需要經(jīng)過(guò)稀釋處理,就會(huì)降低焚燒的經(jīng)濟(jì)性;
(3)廢氣量根據(jù)設(shè)計(jì)流量平穩(wěn)排放,不得突然超量排放;
(4)不能處理廢液、廢水、固廢。