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沸石轉(zhuǎn)輪吸附同蓄熱式焚燒技術(shù)的組合工藝,凈化系統(tǒng)主要由三級干式過濾裝置、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮吸附裝置、RT0、風(fēng)機(jī)、換熱器、PLC自動化控制系統(tǒng)組成。
該組合技術(shù)通過沸石轉(zhuǎn)輪的吸附濃縮使大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣濃縮為小風(fēng)量、高濃度濃縮氣體,高濃度濃縮氣再經(jīng)RTO高溫燃燒分解為(CO2和H2O等無機(jī)成分。
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮裝置是利用吸附-脫附-濃縮三項連續(xù)變溫的吸附、脫附程序,通過轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn),在轉(zhuǎn)輪(被分割成吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū))上同時完成VOCs的吸附、脫附再生。
組合技術(shù)工藝過程:經(jīng)三級干式過濾裝置去除粉塵、顆粒物后的有機(jī)廢氣流過濃縮轉(zhuǎn)輪時,其中的有機(jī)物在轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)域會被吸附下來,經(jīng)過吸附凈化后的廢氣(約占處理風(fēng)量的85% ~ 95% )排放到大氣中,一小部分廢氣(約占處理風(fēng)量的5% ~ 15% )對轉(zhuǎn)輪冷卻區(qū)降溫后經(jīng)換熱器被加熱到180 ~ 220oC的脫附溫度后,流人脫附區(qū),脫附區(qū)有機(jī)物從吸附劑一沸石上脫離到加熱的氣流中,轉(zhuǎn)輪得以再生,脫附后的高濃度VOCs被送人RT0高溫焚燒,反應(yīng)后的高溫?zé)煔膺M(jìn)人規(guī)整蜂窩陶瓷蓄熱體,95% 的熱量被蓄熱體吸收并“儲存”起來,溫度降低到接近RTO人口溫度,通常不超過50oC。蓄熱體溫度升高后,通過切換閥或旋轉(zhuǎn)裝置切換氣流流向,分別進(jìn)行蓄熱和放熱,實(shí)現(xiàn)熱量的有效回收利用。
采用RTO裝置處理焦化廢氣,優(yōu)化RTO裝置的工藝性能對提高有機(jī)廢氣處理效率,實(shí)現(xiàn)廢氣達(dá)標(biāo)排放至關(guān)重要,本項目在RTO工藝設(shè)計等方面做了升級和改進(jìn)。
3-1采用焦?fàn)t煤氣作為輔助燃料
本項目采用焦?fàn)t煤氣作為輔助燃料,既節(jié)約了成本,又提高了焦?fàn)t煤氣的利用率。從用戶記錄所得到的輔助燃料使用量表明,RTO裝置冷啟動時所需焦?fàn)t煤氣為240m3/h,能夠滿足RTO裝置正常運(yùn)行時的燃料需求。
3-2RTO前端增加安全水封、捕霧器和阻火器水封的主要作用是防止高溫回火,由于其安全性能好,可用在管道收集前端防止回火;焦化廢氣中含有少量的水分,為使進(jìn)入RTO內(nèi)部的焦化廢氣更加潔凈,增加了捕霧器用于氣液分離;與此同時,由于廢氣中含有氣體,為了阻止氣體在RTO內(nèi)燃燒時火焰?zhèn)鞑サ秸麄€管網(wǎng)中,在RTO進(jìn)氣管道前端增加了阻火器。
3-3高溫閥水冷系統(tǒng)
在大多數(shù)的RTO裝置中,高溫閥主要靠自然散熱??紤]到發(fā)生緊急情況時燃燒室的溫度過高,本項目采用循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。水冷系統(tǒng)由軟水槽、軟水循環(huán)泵及軟水冷卻器組成,軟水通過浮球液位計自動補(bǔ)充到軟水槽中,通過軟水循環(huán)泵輸送至高溫閥,再通過軟水冷卻器被循環(huán)水冷卻后進(jìn)入軟水槽。
4結(jié)語
經(jīng)工藝優(yōu)化后的RTO裝置運(yùn)行結(jié)果分析表明:
1)通過多次抽樣測量,RTO燃燒室表面溫度基本維持在50~70℃,滿足溫度≤75℃的設(shè)計要求。
2)燃燒室溫度始終維持在850~1100℃,保證了有機(jī)廢氣中的有機(jī)成分充分氧化燃燒。
3)煙囪平均出口溫度120℃,低于150℃的設(shè)計要求。
4)經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門多次抽查,經(jīng)過RTO裝置處理的焦化廢氣達(dá)到GB16171—2012《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求,有機(jī)廢氣的凈化率達(dá)到了99%,CO的凈化率達(dá)到了97%。
在有機(jī)廢氣凈化領(lǐng)域中,蓄熱燃燒法(RTO技術(shù))是近年來在燃燒法的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的新技術(shù),通過使用陶瓷蓄熱體充分利用燃燒尾氣熱量,與傳統(tǒng)燃燒法相比,降低了運(yùn)行費(fèi)用。由于節(jié)能效果明顯,RTO技術(shù)在有機(jī)廢氣治理中得到了廣泛應(yīng)用,使燃燒法可以在較低廢氣濃度下使用,拓寬了燃燒技術(shù)的應(yīng)用范圍。
RTO技術(shù)在我國的應(yīng)用雖然晚于活性炭吸附法,但由于其操作簡單,運(yùn)行維護(hù)較少,對揮發(fā)性有機(jī)物的去除效率較高,一般在95%以上,是目前我國有機(jī)廢氣治理的主要技術(shù)之一。在國內(nèi),主要用在汽車制造、化工、電子制造、集裝箱制造、涂布、碳纖維制造等VOCs排放組份復(fù)雜的行業(yè)。
二室RTO工作原理
有機(jī)廢氣通過引風(fēng)機(jī)輸入蓄熱室1進(jìn)行升溫,吸收蓄熱體中存儲的熱量,隨后進(jìn)入焚燒室進(jìn)一步燃燒,升溫至設(shè)定的溫度(760℃),在這個過程中有機(jī)成分被徹底分解為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存儲的熱量將可用于下個循環(huán)對新輸入的廢氣進(jìn)行加熱。該過程完成后系統(tǒng)自動切換進(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。