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(guó)大氣污染防治法》的出臺(tái)，企業(yè)面臨的VOC整治、臭氣整治壓力更加凸顯。公眾對(duì)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?yàn)槭褂玫奈ｋU(xiǎn)化學(xué)品種類(lèi)繁多，成為重污染行業(yè)的代表之一。為了解決廢氣問(wèn)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(lèi)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(zhǎng)等特點(diǎn)而在范圍內(nèi)有較廣泛的應(yīng)用。焚燒法又分為多種類(lèi)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(gè)新規(guī)劃建設(shè)的制藥公司，產(chǎn)生的污染物來(lái)源包括污水站運(yùn)行過(guò)程廢氣、生產(chǎn)車(chē)間廢氣、廢溶劑、危險(xiǎn)固廢等。為全面妥善處置廢氣、廢液污染物，公司從某德國(guó)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(guò)對(duì)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(guò)程溫度控制在750～850℃。廢氣進(jìn)口溫度通常為常溫，經(jīng)過(guò)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(duì)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(wú)機(jī)酸;

　　(3)廢氣中VOC濃度不能過(guò)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(guò)預(yù)除塵、過(guò)濾處理;

　　(5)禁止混入氫氣、甲烷氣、乙烯等危險(xiǎn)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(xiǎn)性廢氣;

　　(2)不能處理LEL濃度超過(guò)25%的廢氣，如果高于該濃度要求，則需要經(jīng)過(guò)稀釋處理，就會(huì)降低焚燒的經(jīng)濟(jì)性;

　　(3)廢氣量根據(jù)設(shè)計(jì)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(guò)1200℃，不能低于900℃。焚燒后煙氣溫度可通過(guò)余熱鍋爐進(jìn)行再利用產(chǎn)生蒸汽，煙氣溫度經(jīng)過(guò)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(guò)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(duì)進(jìn)入焚燒爐的廢氣濃度理論上沒(méi)有限制，而且濃度越高越經(jīng)濟(jì)，但要保證輸送過(guò)程安全。因?yàn)槿紵贌?，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(guò)程實(shí)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(wú)機(jī)酸；

　　(4)不能含明顯固體、粉塵，否則必須經(jīng)過(guò)預(yù)除塵、過(guò)濾處理；

　　(5)可以焚燒處理氫氣、甲烷氣、乙烯等危險(xiǎn)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(huì)增加管道爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

　　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(dòng)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(guò)總質(zhì)量的2%)。

　　2.化學(xué)制藥廢氣的種類(lèi)

　　(1)污水處理過(guò)程產(chǎn)生的廢氣好氧曝氣過(guò)程產(chǎn)生的低濃度VOC廢氣、厭氧過(guò)程產(chǎn)生的甲烷氣和硫化氫。

　　(2)化學(xué)制藥過(guò)程產(chǎn)生的廢氣

　?、俜磻?yīng)釜或儲(chǔ)罐排放的純有機(jī)廢氣;

　?、诜磻?yīng)釜或儲(chǔ)罐排放的含有酸性物質(zhì)的有機(jī)廢氣;

　?、壅婵毡谩⒎磻?yīng)釜或干燥器排放的真空尾氣;

　?、苋萜鞒ㄩ_(kāi)時(shí)揮發(fā)的有機(jī)廢氣;

　　⑤含氫氣廢氣;

　?、藜儫o(wú)機(jī)廢氣;

　　⑦大風(fēng)量、低濃度的大空間收集廢氣;

　?、嗑o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(lèi)有機(jī)廢氣，在輸送過(guò)程可分為4類(lèi)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(lèi)，分開(kāi)管道輸送，以保證輸送過(guò)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(guò)除酸處理;⑥、⑦廢氣可以不接入焚燒處理系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)處理達(dá)標(biāo)后排放;⑧類(lèi)廢氣可接入應(yīng)急火炬系統(tǒng);⑨類(lèi)廢氣則應(yīng)經(jīng)過(guò)深度預(yù)處理，如果能達(dá)標(biāo)則考慮直接現(xiàn)場(chǎng)處理后排放，如果無(wú)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?xún)?yōu)缺點(diǎn)、各自處理對(duì)象的差異，顯然企業(yè)無(wú)法用其中一種焚燒爐解決制藥過(guò)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?yàn)镽TO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(duì)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(lèi)廢氣，某化學(xué)制藥公司對(duì)RTO焚燒爐和VAR直燃爐進(jìn)行了組合，分別采購(gòu)了3套焚燒爐，分別是1套R(shí)TO焚燒爐，2套VAR焚燒爐。其中RTO焚燒爐主要處理廢水處理過(guò)程產(chǎn)生的低濃度大風(fēng)量廢氣，并混入部分車(chē)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(guò)程產(chǎn)生的各類(lèi)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?yàn)榉贌郎囟鹊南拗?，無(wú)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(cè)項(xiàng)目和檢測(cè)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(wàn)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(xiàng)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(xiǎn)廢物焚燒爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，每年例行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目多、費(fèi)用高、達(dá)標(biāo)要求高。

　　rto蓄熱式焚燒爐廠(chǎng)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(guò)程產(chǎn)生的熱量存儲(chǔ)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(chǔ)存的熱量用于預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣，該過(guò)程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過(guò)程，從而節(jié)省廢氣升溫過(guò)程的燃料消耗。

　　2、 RTO在國(guó)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(gè)陶瓷蓄熱體填料床組成，以的一進(jìn)一出過(guò)程完成“蓄熱”和“放熱”過(guò)程的切換。

　　RTO設(shè)備的分解效率主要由反應(yīng)溫度、停留時(shí)間、氣體流速等因素決定。兩床式RTO有2個(gè)蓄熱室，工作時(shí)2個(gè)蓄熱室大約1min-2min切換一次狀態(tài)（進(jìn)口-出口），風(fēng)門(mén)在切換過(guò)程中大約有0.3s-0.6s的時(shí)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(shí)，廢氣管道內(nèi)的壓力波動(dòng)范圍為±500pa，當(dāng)兩床式RTO進(jìn)氣口VOCs濃度大于1g/m3時(shí)，出口濃度會(huì)超過(guò)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(mén)切換式，由三個(gè)或多個(gè)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(guò)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(guò)蓄熱床B排出，同時(shí)蓄熱床B被加熱。

　　階段二：廢氣通過(guò)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(guò)蓄熱床C排出，同時(shí)蓄熱床C被加熱。

　　階段三：廢氣通過(guò)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(guò)蓄熱床A排出，同時(shí)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(shí)，VOCs氧化釋放的熱量能夠維持RTO蓄熱和放熱的能量?jī)?chǔ)備，則此時(shí)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(shí)，廢氣管道內(nèi)的壓力波動(dòng)在±250pa。三床式RTO的VOCs處理濃度不能超過(guò)5g/m3，不然會(huì)超過(guò)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(gè)等份的陶瓷填料床，通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)把有機(jī)廢氣導(dǎo)向各個(gè)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(gè)陶瓷填料床為例，其功能分為5個(gè)進(jìn)氣室（預(yù)熱區(qū)）、5個(gè)出氣室（冷卻區(qū)）、1個(gè)吹掃室和1個(gè)隔離室。廢氣分配閥由電機(jī)帶動(dòng)，作連續(xù)、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在分配閥的作用下，廢氣緩慢在12個(gè)室之間依次通過(guò)。

　　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(kāi)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(guò)氣體分配器排出。冷卻區(qū)的陶瓷蓄熱體吸熱，“儲(chǔ)存”大量的熱量（用于下個(gè)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(guò)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(shí)，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(dòng)，對(duì)廢氣管道的壓力影響僅為±25pa，對(duì)于某些特定行業(yè)廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)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(duì)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。