rto焚燒爐
化學(xué)制藥行業(yè)面臨的環(huán)保壓力日益增大，特別是隨著《中華人民共和國大氣污染防治法》的出臺，企業(yè)面臨的VOC整治、臭氣整治壓力更加凸顯。公眾對霧霾天氣危害重視程度的提高，更是將矛頭指向了工業(yè)企業(yè)，化學(xué)制藥行業(yè)更是因為使用的危險化學(xué)品種類繁多，成為重污染行業(yè)的代表之一。為了解決廢氣問題，很多制藥企業(yè)采取了化學(xué)噴淋吸附法、等離子法、生物滴濾法、活性炭吸附法、焚燒法、分子篩吸附濃縮法等處理各類廢氣，其中焚燒法處理有機(jī)廢氣是目前的治理有機(jī)VOC廢氣最*的方法，具有去除效率高，效率穩(wěn)定，使用壽命長等特點而在范圍內(nèi)有較廣泛的應(yīng)用。焚燒法又分為多種類型，包括RCO、RTO、VAR焚燒爐等，即催化焚燒法、蓄熱式焚燒法、直接焚燒法等。某化學(xué)制藥企業(yè)是一個新規(guī)劃建設(shè)的制藥公司，產(chǎn)生的污染物來源包括污水站運(yùn)行過程廢氣、生產(chǎn)車間廢氣、廢溶劑、危險固廢等。為全面妥善處置廢氣、廢液污染物，公司從某德國環(huán)保公司引進(jìn)了RTO蓄熱焚燒爐和VAR直燃焚燒爐，將不同焚燒爐進(jìn)行組合處理三廢。
1.RTO和VAR焚燒爐工作原理的差異
RTO焚燒爐
即蓄熱式焚燒爐，通過對廢氣焚燒產(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。焚燒過程溫度控制在750～850℃。廢氣進(jìn)口溫度通常為常溫，經(jīng)過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，故對進(jìn)入RTO焚燒爐的廢氣LEL濃度控制較嚴(yán)格，需要控制在爆炸下限的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*行預(yù)處理，去除絕大部分無機(jī)酸;
(3)廢氣中VOC濃度不能過高，一般控制在爆炸下限的25%以下;
(4)廢氣不能含明顯固體、粉塵，否則必須經(jīng)過預(yù)除塵、過濾處理;
(5)禁止混入氫氣、甲烷氣、乙烯等危險性較大的廢氣。
2、RTO的局限性
(1)不能處理高含量含氫廢氣、甲烷廢氣、腐蝕性廢氣、乙烯廢氣等危險性廢氣;
(2)不能處理LEL濃度超過25%的廢氣，如果高于該濃度要求，則需要經(jīng)過稀釋處理，就會降低焚燒的經(jīng)濟(jì)性;
(3)廢氣量根據(jù)設(shè)計流量平穩(wěn)排放，不得突然超量排放;
(4)不能處理廢液、廢水、固廢。
VAR焚燒爐
即直接燃燒式焚燒爐，將廢氣、廢液焚燒直接通入爐膛內(nèi)進(jìn)行*焚燒，燃燒溫度控制在1000～1150℃左右，不能超過1200℃，不能低于900℃。焚燒后煙氣溫度可通過余熱鍋爐進(jìn)行再利用產(chǎn)生蒸汽，煙氣溫度經(jīng)過再利用后溫度從1100℃降到300℃左右，不能低于280℃。廢氣進(jìn)口溫度通常為常溫，經(jīng)過焚燒余熱利用后溫度300℃，即廢氣溫升約280℃左右。焚燒爐內(nèi)氧含量控制范圍10%～16%。對進(jìn)入焚燒爐的廢氣濃度理論上沒有限制，而且濃度越高越經(jīng)濟(jì)，但要保證輸送過程安全。因為燃燒焚燒高，故焚燒效率比RTO焚燒爐更高，但是運(yùn)行費(fèi)用和投資成本也更高。
1、進(jìn)入熱力焚燒爐(VAR)的廢氣要求
(1)小風(fēng)量、高濃度的廢氣;
(2)為保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性和安全型，要求廢氣輸送過程實現(xiàn)全密閉；
(3)含酸性污染物必須進(jìn)行預(yù)處理，去除絕大部分無機(jī)酸；
(4)不能含明顯固體、粉塵，否則必須經(jīng)過預(yù)除塵、過濾處理；
(5)可以焚燒處理氫氣、甲烷氣、乙烯等危險性較大的廢氣；
(6)廢氣中氧含量必須嚴(yán)格控制，禁止大量空氣進(jìn)入廢氣總管，否則會增加管道爆炸風(fēng)險。
2、進(jìn)入焚燒爐的廢液要求:
(1)粘稠廢液或常溫下易凝固廢液需預(yù)先調(diào)配至流動性較好狀態(tài);
(2)含水溶劑(如廢甲醇)需提純至濃度90%以上，以降低能耗;
(3)廢液應(yīng)預(yù)*行除酸、脫鹽、脫水、脫機(jī)械雜質(zhì)等處理;
(4)廢液中各元素限值(ω):溴0.83%、氯4.16%、氟0.42%、磷0.08%、硫4.16%、有機(jī)氮12.5%、灰分4.16%(其中鹽分以及含鈉離子的物質(zhì)不超過總質(zhì)量的2%)。
2.化學(xué)制藥廢氣的種類
(1)污水處理過程產(chǎn)生的廢氣好氧曝氣過程產(chǎn)生的低濃度VOC廢氣、厭氧過程產(chǎn)生的甲烷氣和硫化氫。
(2)化學(xué)制藥過程產(chǎn)生的廢氣
?、俜磻?yīng)釜或儲罐排放的純有機(jī)廢氣;
②反應(yīng)釜或儲罐排放的含有酸性物質(zhì)的有機(jī)廢氣;
?、壅婵毡?、反應(yīng)釜或干燥器排放的真空尾氣;
?、苋萜鞒ㄩ_時揮發(fā)的有機(jī)廢氣;
⑤含氫氣廢氣;
?、藜儫o機(jī)廢氣;
⑦大風(fēng)量、低濃度的大空間收集廢氣;
⑧緊急情況下排放的廢氣，如安全閥、泄爆口廢氣;
?、岷u素廢氣。
其中①～⑤類有機(jī)廢氣，在輸送過程可分為4類廢氣，即腐蝕性VOC廢氣、普通VOC廢氣、含氫廢氣和厭氧沼氣、低VOC廢氣4大類，分開管道輸送，以保證輸送過程的安全性，小風(fēng)量廢氣均可考慮去焚燒處理，其中②廢氣應(yīng)先經(jīng)過除酸處理;⑥、⑦廢氣可以不接入焚燒處理系統(tǒng)，現(xiàn)場處理達(dá)標(biāo)后排放;⑧類廢氣可接入應(yīng)急火炬系統(tǒng);⑨類廢氣則應(yīng)經(jīng)過深度預(yù)處理，如果能達(dá)標(biāo)則考慮直接現(xiàn)場處理后排放，如果無法達(dá)標(biāo)再考慮接入焚燒系統(tǒng)處理。
3.RTO焚燒爐和VAR焚燒爐在某制藥企業(yè)VOC治理的組合應(yīng)用
上述RTO焚燒爐和VAR焚燒爐的原理差異，各自優(yōu)缺點、各自處理對象的差異，顯然企業(yè)無法用其中一種焚燒爐解決制藥過程所有廢氣，故需要將兩種焚燒爐進(jìn)行組合使用。一般低濃度廢氣可采用RTO蓄熱式焚燒爐，而高濃度VOC廢氣可采用VAR直燃爐，也可以采用RTO焚燒爐，含氫氣廢氣則只能采用VAR熱力焚燒爐。因為RTO蓄熱式焚燒爐相當(dāng)于把廢氣升溫70～90℃(進(jìn)口常溫，出口90～100℃)，而VAR直燃爐則需要將廢氣溫升到260～280℃(進(jìn)口常溫，出口280℃)，因此對于低濃度廢氣，顯然RTO較VAR更加經(jīng)濟(jì)。為全面、經(jīng)濟(jì)、安全地處理各類廢氣，某化學(xué)制藥公司對RTO焚燒爐和VAR直燃爐進(jìn)行了組合，分別采購了3套焚燒爐，分別是1套RTO焚燒爐，2套VAR焚燒爐。其中RTO焚燒爐主要處理廢水處理過程產(chǎn)生的低濃度大風(fēng)量廢氣，并混入部分車間高濃度VOC廢氣作為補(bǔ)充，以提高廢氣熱值，減少燃料費(fèi)用。VAＲ焚燒爐主要處理生產(chǎn)過程產(chǎn)生的各類高濃度VOC廢氣、高熱值廢液、高濃度廢水、含氫氣廢氣。
4.RTO和VAR焚燒爐運(yùn)行差異
1、處理效率
RTO焚燒爐的處理效率一般可控制在95%以上，但難達(dá)到98%以上，主要因為焚燒溫度的限制，無法*焚燒所有有機(jī)物。VAR焚燒處理效率一般可控制在98%以上。表1是RTO焚燒爐和VAR部分檢測項目和檢測效率。
2、運(yùn)行費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)性
某制藥企業(yè)RTO焚燒爐和VAR焚燒爐運(yùn)行費(fèi)用比較如表2～表4所示。
可以看出，某公司RTO運(yùn)行費(fèi)用每年約181萬元/年，VAR費(fèi)用每年基本可以持平，甚至還有盈余，但VAR焚燒爐較RTO焚燒爐建設(shè)成本高，項目建設(shè)費(fèi)用相差約10倍，且VAR焚燒爐排放標(biāo)準(zhǔn)參照《危險廢物焚燒爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，每年例行監(jiān)測項目多、費(fèi)用高、達(dá)標(biāo)要求高。
rto蓄熱式焚燒爐廠家
工作原理
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)生的熱量存儲在特制的陶瓷蓄熱體，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。
2、 RTO在國內(nèi)的技術(shù)發(fā)展歷程
2.1 代RTO
代RTO是兩床式結(jié)構(gòu)，由兩個陶瓷蓄熱體填料床組成，以的一進(jìn)一出過程完成“蓄熱”和“放熱”過程的切換。
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）。
2.2第二代RTO
第二代RTO同樣是采用閥門切換式，由三個或多個陶瓷填充床組成, 在代RTO的基礎(chǔ)上增加了“吹掃”功能，大大的提高了廢氣分解效率。
三床式RTO原理：
階段一：廢氣通過蓄熱床A被預(yù)熱，然后進(jìn)入燃燒室燃燒，蓄熱床C中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚燒處理（吹掃功能），分解后的廢氣經(jīng)過蓄熱床B排出，同時蓄熱床B被加熱。
階段二：廢氣通過蓄熱床B被預(yù)熱，然后進(jìn)入燃燒室燃燒，蓄熱床A中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚燒處理，分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床C排出，同時蓄熱床C被加熱。
階段三：廢氣通過蓄熱床C被預(yù)熱，然后進(jìn)人燃燒室燃燒，蓄熱床B中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚燒處理分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床A排出，同時蓄熱床A被加熱。
如此周期性運(yùn)行，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解，燃燒室內(nèi)溫度維持在設(shè)定溫度（一般為800-850攝氏度）。當(dāng)RTO進(jìn)氣口的廢氣濃度達(dá)到一定值時，VOCs氧化釋放的熱量能夠維持RTO蓄熱和放熱的能量儲備，則此時RTO不需要使用燃料就能夠維持燃燒室內(nèi)的溫度。
大量工程應(yīng)用表明：三床式RTO的VOCs的分解效率可達(dá)99%，綜合熱效率可達(dá)95%，進(jìn)出口溫差在40攝氏度左右，在閥切換時，廢氣管道內(nèi)的壓力波動在±250pa。三床式RTO的VOCs處理濃度不能超過5g/m3，不然會超過某些地方（例如北京、上海等）排放標(biāo)準(zhǔn)。另外由于其比表面積較大所以自身運(yùn)行散熱量較大，降低了可供回用的余熱量。
2.3 第三代RTO——旋轉(zhuǎn)閥式RTO
第三代RTO采用旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)行分流導(dǎo)向，在爐膛內(nèi)設(shè)置多個等份的陶瓷填料床，通過旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動把有機(jī)廢氣導(dǎo)向各個蓄熱床進(jìn)行預(yù)熱和氧化分解。
旋轉(zhuǎn)式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉(zhuǎn)閥等組成。以爐體分成12個陶瓷填料床為例，其功能分為5個進(jìn)氣室（預(yù)熱區(qū)）、5個出氣室（冷卻區(qū)）、1個吹掃室和1個隔離室。廢氣分配閥由電機(jī)帶動，作連續(xù)、勻速轉(zhuǎn)動，在分配閥的作用下，廢氣緩慢在12個室之間依次通過。
廢氣經(jīng)進(jìn)氣分配器進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，使廢氣預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入頂部的燃燒室，并*氧化分解。凈化后的高溫氣體離開燃燒室，進(jìn)入冷卻區(qū)，將熱量傳給陶瓷蓄熱體，而氣體被冷卻，并通過氣體分配器排出。冷卻區(qū)的陶瓷蓄熱體吸熱，“儲存”大量的熱量（用于下個循環(huán)加熱廢氣）。
如此不斷地交替進(jìn)行，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解，當(dāng)廢氣中VOCs濃度超過一定值，氧化分解釋放熱量足以維持燃燒室的反應(yīng)溫度時，則不需要用燃料進(jìn)行加熱，限度的保證能量循環(huán)利用。
旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs的分解效率可達(dá)99.5%，熱效率可達(dá)97%，其進(jìn)出口溫差20攝氏度左右，限度的降低了RTO運(yùn)行中的熱損失，保證了熱能的二次回收利用。
旋轉(zhuǎn)閥的平穩(wěn)連續(xù)轉(zhuǎn)動，對廢氣管道的壓力影響僅為±25pa，對于某些特定行業(yè)廠家來說極其重要。由于具有很高的分解效率，旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs入口廢氣濃度可高達(dá)10g/m3。
2.4 旋轉(zhuǎn)閥式RTO與傳統(tǒng)三床式RTO性能對比
從以上表格可以看出，在保證VOCs達(dá)標(biāo)排放的前提下，旋轉(zhuǎn)式RTO的基本性能都優(yōu)于三床式RTO。
