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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%)、運行成本低、能處理大風量低濃度(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 去除率可達到98%以上。
1、RTO 原理
兩室RTO 沒有吹掃工序,在進行閥門切換時,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,為保證廢氣進氣的均勻性,增加了同時進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 運行原理:三室RTO 主體結構由燃燒室、三個陶瓷填料床和六個切換閥組成,當有機廢氣進入陶瓷床1 后,陶瓷床1 放熱,有機廢氣被加熱到一定溫度后進入燃燒室燃燒,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 進行吹掃,以保證原進入填料床3 而未反應的廢氣進入燃燒室燃燒,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 進入,填料床2 放熱,填料床3 蓄熱,填料床1 進行吹掃;然后在填料床3 進氣,填料床1 蓄熱,填料床2 進行吹掃;這樣周期性地切換,就可連續(xù)處理有機廢氣。
RTO工作原理
蓄熱式熱力氧化器(RTO)作為內(nèi)部填充蓄熱材料的換熱器,冷熱氣體周期替通過蓄熱體進行換熱。高溫氣體通過蓄熱體時使其溫度升高,將熱量暫時貯存起來,然后低溫氣體通過同一蓄熱體,將貯存的熱量帶走。隨著蓄熱材料的發(fā)展,目前RTO的熱回收率已達到95%以上,同時占用空間越來越小。RTO輔助燃燒的燃料消耗很少,當有機廢氣達到一定濃度時,還可以從RTO中輸出熱量,所以RTO在有機廢氣處理中得到普遍應用。的陶瓷蓄熱體為MLM-180,該陶瓷蓄熱體具有傳統(tǒng)蜂窩陶瓷比表面積大、熱容高、傳熱快、壓降低、抗污堵的優(yōu)點,在歐美等發(fā)達國家的化工和環(huán)保行業(yè)得到廣泛應用。由于RTO的蓄熱材料選用陶瓷填料,因此可用來處理腐蝕性或含有顆粒物的有機廢氣,有機廢氣與O2發(fā)生氧化反應,生成CO2和H2O。這種氧化反應類似于化學上的燃燒過程,但由于有機廢氣的濃度很低,反應中不產(chǎn)生可見的火焰。通過RTO裝置使有機廢氣與O2發(fā)生氧化反應可實現(xiàn)焦化廢氣的達標排放。
RTO焚燒爐的運行能耗主要是電和燃料。一旦設備定型了,電耗基本恒定,風機可采用變頻控制省電,這里不做討論,主要討論燃料問題。因廢氣量不穩(wěn)定、濃度不穩(wěn)定,加上車間廢氣控制不好,所以在啟動及運行過程中,需要經(jīng)常補充燃料(常用柴油、)以維持燃燒室溫度。
燃料消耗多少,關鍵取決于蓄熱陶瓷的蓄熱能力,通常以能夠維持正常運行而不需補充燃料所需的VOC濃度來衡量能耗高低。此數(shù)值越低,則能耗越低。性能超好的RTO焚燒爐此數(shù)值可達450×10-6mg/L。另外,能量損耗主要是尾氣帶走的熱量和表面散熱損失,尾氣帶走熱量與廢氣量和進出口溫差相關,尾氣溫度越低、進出口溫差越大,則能耗越低。表面散熱損失體現(xiàn)在箱體表面溫度與環(huán)境的溫度差,保溫效果好則溫差小,散熱損失小。當然,能耗還有可能跟局部地方保溫薄弱及高溫氣體泄漏有關。
工作原理:
該系統(tǒng)利用一層陶瓷材料來吸收廢氣中的熱量,并利用捕獲的熱量來預熱進氣氣流。系統(tǒng)無需任何補充燃料,使用VOCs作為燃料來源,就能持續(xù)地維持燃燒。由于其高熱能回收率,該RTO更適用于濃度較低但流量較高的VOCs廢氣處理。
步驟一:RTO在初始階段需要通過添加、柴油等燃料來達到燃燒溫度。在該階段,焚燒系統(tǒng)通過排氣自動調(diào)整空氣比例,直到燃燒反應達到平衡狀態(tài)。隨后,系統(tǒng)開始以接近99%的超來熱氧化等廢氣。
步驟二:RTO從初始階段(需外部空氣和燃料補充)切換至運行階段,直接處理廢氣。為了化回收熱量,焚燒系統(tǒng)會通過氣動閥的一系列切換來達到進氣和出氣的自動交替與循環(huán)。
系統(tǒng)組成:
該公司RTO含三種不同配置:一室設計、兩室設計和三室設計,每種設計各有優(yōu)勢?!笆摇敝傅氖谴娣艧峄厥战橘|(zhì)的陶瓷容器。
一室RTO:占地面積較小,初始采購成本低,但后續(xù)維護成本較高。單室式設計去除效率接近99%,但不能去除異味。
兩室RTO:初始采購成本和維護成本都較低,去除效率約為98%-99%。
三室RTO:更適合焙燒流程,去除率在99%以上,但占地面積較大。