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,再通過燃燒器,這時廢氣已被加熱至催化分解溫度(650~1000℃),并且有足夠的留置時間(0.5~2.0秒)。這時會發(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,此換熱器會減少能源的消耗(甚至于某適當(dāng)?shù)腣OCs濃度以上時便不需額外的燃料),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,通過一個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。
蓄熱式熱力焚燒爐(RTO),是一種高效的有機(jī)廢氣處理設(shè)備,其工作原理是,把有機(jī)廢氣加熱到760-850攝氏度,使廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)氧化分解為二氧化碳和水。
氧化過程產(chǎn)生的熱量存儲在的陶瓷蓄熱體,使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內(nèi)儲存的熱量用于預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣,該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程,從而節(jié)省廢氣升溫過程的燃料消耗。
RTO設(shè)備的分解效率主要由反應(yīng)溫度、停留時間、氣體流速等因素決定。兩床式RTO有2個蓄熱室,工作時2個蓄熱室大約1min-2min切換一次狀態(tài)(進(jìn)口-出口),風(fēng)門在切換過程中大約有0.3s-0.6s的時間直接將高濃度的廢氣排到排放口,且當(dāng)前進(jìn)氣蓄熱室底部殘留的未分解廢氣也被直接排出。
大量工程應(yīng)用表明:兩床式RTO的VOCs的分解效率為95%,綜合熱效率為90%,進(jìn)出口溫差高達(dá)45攝氏度。在閥切換時,廢氣管道內(nèi)的壓力波動范圍為±500pa,當(dāng)兩床式RTO進(jìn)氣口VOCs濃度大于1g/m3時,出口濃度會超過北京和上海的地方排放標(biāo)準(zhǔn)(50mg/m3)。
RTO蓄熱式焚燒爐
排放自工藝含VOCs的廢氣進(jìn)入雙槽RTO,三向切換風(fēng)閥(POPPET VALVE)將此廢氣導(dǎo)入RTO的蓄熱槽(Energy Recovery Chamber)而預(yù)熱此廢氣,含污染的廢氣被蓄熱陶塊漸漸地加熱后進(jìn)入燃燒室(Combustion Chamber),VOCs在燃燒室被氧化而放出熱能于第二蓄熱槽中之陶塊,用以減少輔助燃料的消耗. 陶塊被加熱,燃燒氧化后的干凈氣體逐漸降低溫度, 因此出口溫度略高于RTO入口溫度. 三向切換風(fēng)閥切換改變RTO出口/入口溫度. 如果VOCs濃度夠高,所放出的熱能足夠時, RTO即不需燃料. 例如RTO熱回收效率為95%時,RTO出口僅較入口溫度高25℃而已。
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(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。