蓄熱式熱力焚燒爐rto

　　1蓄熱式熱力焚燒爐的工作原理

　　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攝氏度以上，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。

　　以三床式RTO為例：

　　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)北京和上海的地方排放標(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

　　第三代RTO采用旋轉(zhuǎn)式分流導(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)換向閥的轉(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。爐體分成12個(gè)陶瓷填料床，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。

　　大量工程應(yīng)用表明：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)于生產(chǎn)光學(xué)材料的廠家來(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 不同類型RTO性能對(duì)比

　　以30000m3/h為參考，各類RTO的性能情況表

　　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。

　　熱焚燒爐rto

　　蓄熱式熱氧化系統(tǒng)(RegenerativeThermalOxdizer)RTO焚燒爐是一種高效率的有機(jī)廢氣污染治理設(shè)備，它是由陶瓷蓄熱床、自動(dòng)控制閥、燃燒室和控制系統(tǒng)等組成。其主要特征是：蓄熱床底部的自動(dòng)控制閥分別與進(jìn)氣總管和排氣總管相連;蓄熱床通過(guò)換向閥交替換向，將由燃燒室出來(lái)的高溫氣體熱量蓄留，并預(yù)熱進(jìn)入蓄熱床的有機(jī)廢氣;采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;預(yù)熱到一定溫度的有機(jī)廢氣在燃燒室發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳和水，得到凈化[1]。同時(shí)，利用燃燒室蓄熱陶瓷耐高溫、吸熱快、散熱快的特性，回收潔凈的余熱應(yīng)用于生產(chǎn)工序，節(jié)約能源的消耗，RTO焚燒爐熱回收效率一般可達(dá)到80%以上，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電子、汽車、涂裝化工、制藥等行業(yè)的廢氣治理領(lǐng)域。

　　1蓄熱式熱氧化系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

　　1.1研究對(duì)象

　　本文以某印制線路板夾層材料生產(chǎn)企業(yè)為例，從處理效果、熱能回收方面分析該企業(yè)在應(yīng)用蓄熱式熱氧化系統(tǒng)處理高濃度有機(jī)廢氣的成效。

　　1.2生產(chǎn)工藝及有機(jī)廢氣污染源分析

　　印制線路板夾層材料的生產(chǎn)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，首先按比例將膠料(如環(huán)氧樹(shù)脂膠)和有機(jī)溶劑(主要用到N,N-二甲基甲酰胺，又名DMF，丙酮等)混合攪拌，然后將混合液均勻涂布在玻璃纖維布上，再經(jīng)烘干、剪裁、質(zhì)檢后即可制得成品。由于生產(chǎn)過(guò)程中用到的有機(jī)溶劑在涂布、烘干過(guò)程全部揮發(fā)，因此有機(jī)廢氣產(chǎn)生量大，治理前TVOC產(chǎn)生量約為160～190kg/hr。

　　1.3.1工藝流程圖

　　1.3.2主要工藝參數(shù)

　　(1)處理風(fēng)量：20000m3/h;

　　(2)燃燒室溫度：850～1100℃;

　　(3)燃燒室溶劑負(fù)荷：300kg/h;

　　(4)放熱量：5688144kJ/h;

　　(5)助燃物：柴油(發(fā)熱量43054kJ/m3);

　　(6)TVOC處理效率：99%以上;

　　(7)煙囪排氣溫度：100～150℃。

　　1.3.3處理流程簡(jiǎn)述

　　涂布、烘干等工序產(chǎn)生的有機(jī)廢氣先經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)統(tǒng)一收集至RTO焚燒爐處理系統(tǒng)，先以柴油引燃，使氧化爐內(nèi)的溫度達(dá)到800℃左右，可保證涂膠生產(chǎn)線一旦開(kāi)動(dòng)，有機(jī)物將在焚燒爐內(nèi)*燃燒，生成二氧化碳和水，化學(xué)反應(yīng)式如下。

　　氧化燃燒流程采用熱流循環(huán)，氧化燃燒爐內(nèi)溫度高達(dá)870攝氏度，有機(jī)物的燃燒更加*，為充分利用氧化爐燃燒尾氣余熱，將氧化燃燒余熱通過(guò)熱交換器輸送至導(dǎo)熱油爐，回收利用熱能。

　　1.3.4處理效果分析

　　RTO焚燒爐系統(tǒng)已在該廠內(nèi)運(yùn)行3年，按照最近該公司日常監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)(2005年1月、4月、8月、11月)統(tǒng)計(jì)的治理前后TVOC排放速率、濃度等數(shù)據(jù)平均值見(jiàn)表1，按各月TVOC去除效率繪制的折線圖見(jiàn)圖3。

　　該套系統(tǒng)在某廠使用已有3年，運(yùn)行穩(wěn)定，未發(fā)生安全事故，對(duì)有機(jī)物的去除效果穩(wěn)定達(dá)到99%以上，RTO焚燒爐處理系統(tǒng)符合某廠的實(shí)際情況，是行之有效的治理措施。

　　1.4熱能回收

　　熱能回收是蓄熱式熱氧化系統(tǒng)的主要特征之一，燃燒室填充的耐高溫陶瓷可將高溫氣體熱量蓄留，尾氣可經(jīng)過(guò)熱交換器，熱能輸送至導(dǎo)熱油爐中，降低燃料及能源的損耗，根據(jù)計(jì)算，該套系統(tǒng)熱能回收可達(dá)到85%以上，節(jié)省電能300度/a，具有明顯的經(jīng)濟(jì)意義。

　　1.5安全性能與操作管理

　　該套系統(tǒng)具備防爆及完善的安全防護(hù)裝置，運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行3年未出現(xiàn)安全事故。該套系統(tǒng)管理方便，通過(guò)PLC全自動(dòng)控制，人機(jī)界面操作，開(kāi)機(jī)后24h不需人工操作，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，管理方便。