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RTO(蓄熱式熱氧化爐)
與傳統(tǒng)的催化燃燒、直燃式熱氧化爐相比,具有熱效率高(大于等于90%)、運(yùn)行成本低、能處理大風(fēng)量低濃度(相對于廢氣排放而言)。RTO 裝置有兩室、三室以及多室裝置,兩室RTO 裝置VOCs 的去除率在95% ~ 98%,三室RTO裝置VOCs 去除率可達(dá)到98%以上。
1、RTO 原理
兩室RTO 沒有吹掃工序,在進(jìn)行閥門切換時,部分VOCs 廢氣沒有經(jīng)過處理直接排放,從而降低了VOCs 的去除效率。多室RTO 是在廢氣量非常大的情況下,為保證廢氣進(jìn)氣的均勻性,增加了同時進(jìn)氣和出氣的蓄熱室數(shù)量。目前三室RTO 是主流實用裝置,較好的兼顧了效率和投資成本。
三室RTO 運(yùn)行原理:三室RTO 主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、三個陶瓷填料床和六個切換閥組成,當(dāng)有機(jī)廢氣進(jìn)入陶瓷床1 后,陶瓷床1 放熱,有機(jī)廢氣被加熱到一定溫度后進(jìn)入燃燒室燃燒,同時產(chǎn)生的高溫氣體通過陶瓷填料床2,陶瓷床2 吸熱蓄熱,高溫氣體被填料床2 冷卻后,經(jīng)過切換閥門排放,填料床3 進(jìn)行吹掃,以保證原進(jìn)入填料床3 而未反應(yīng)的廢氣進(jìn)入燃燒室燃燒,而不是直接排放;經(jīng)過一段時間后,閥門切換,廢氣從填料床2 進(jìn)入,填料床2 放熱,填料床3 蓄熱,填料床1 進(jìn)行吹掃;然后在填料床3 進(jìn)氣,填料床1 蓄熱,填料床2 進(jìn)行吹掃;這樣周期性地切換,就可連續(xù)處理有機(jī)廢氣。
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獨立的扇形區(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,并完全氧化。
凈化后的高溫氣體離開氧化室,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)。
通過蓄熱體的旋轉(zhuǎn),蓄熱體被周期性的冷卻和加熱,同時廢氣被預(yù)熱和凈化器冷卻。如此不斷地交替進(jìn)行。
RTO正常運(yùn)行時,廢氣的進(jìn)氣和排氣通過閥門切換來完成。
個工作周期中,廢氣自下而上經(jīng)A蓄熱室升溫,然后進(jìn)入燃燒室氧化放熱;氧化放熱結(jié)束后,自上而下通過B蓄熱室,與蓄熱室內(nèi)的填料進(jìn)行換熱,將熱量傳遞給B蓄熱室,再經(jīng)過工藝管路進(jìn)入煙囪排放;此時C蓄熱室處于吹掃狀態(tài),用吹掃風(fēng)機(jī)將蓄熱室(含集氣室)中的滯留廢氣吹入燃燒室氧化處理,防止因蓄熱室的切換過程影響廢氣處理效率。
第2個工作周期中,A蓄熱室處于吹掃狀態(tài),廢氣自下而上進(jìn)入B蓄熱室,與已吸收熱量的填料進(jìn)行換熱后,進(jìn)入燃燒室氧化放熱,再自上而下通過C蓄熱室,并將熱量傳遞給C蓄熱室后,進(jìn)入煙囪。
第3個工作周期中,B蓄熱室處于吹掃狀態(tài),廢氣由C蓄熱室進(jìn)入,氧化放熱后,通過A蓄熱室進(jìn)入煙囪,完成了RTO裝置運(yùn)行的1個大周期,如此交替運(yùn)行。當(dāng)煙煤在隔絕空氣條件下加熱到950~1050℃,經(jīng)過干燥、熱解干餾、熔融、黏結(jié)、固化、收縮等階段,終得到焦炭,這個過程稱為煉焦。
煉焦過程產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)過回收和精制可以得到多種芳香烴和雜環(huán)化合物等基本化學(xué)原料,同時產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣是高熱值燃料,可以用來發(fā)電或供應(yīng)城市煤氣。
因此,本項目以能源利用為目的,采用焦?fàn)t煤氣代替輔助燃料,可以節(jié)約成本,提高焦?fàn)t煤氣利用率,同時能夠滿足RTO裝置正常運(yùn)行時的燃料需求。該裝置主要由燃燒室、蓄熱室(含集氣室)及切換閥門組成。
蓄熱氧化技術(shù)RTO(RegenerativeThermal Oxidizer,簡稱RTO)把有機(jī)廢氣加熱到760℃以上,使廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs,Volatile Organic Compounds)在燃燒室中氧化分解成CO2和H2O。氧化產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)的陶瓷蓄熱體,使陶瓷體升溫而“蓄熱”,下個過程是廢氣從已經(jīng)“蓄熱”的陶瓷經(jīng)過,將陶瓷的熱量傳遞給廢氣,有機(jī)廢氣通過陶瓷作為換熱器載體,反復(fù)進(jìn)行熱交換,從而節(jié)省廢氣升溫的燃料消耗,降低運(yùn)行成本,熱回收達(dá)95%。在中高濃度的條件下,RTO可以對外輸出余熱,通過蒸汽、熱風(fēng)、熱水等形式加以利用,在滿足環(huán)保目標(biāo)的同時,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。