rto廢氣焚燒爐

　　化學制藥行業(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)，化學制藥行業(yè)更是因為使用的危險化學品種類繁多，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廢氣是目前的治理有機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有較廣泛的應用。焚燒法又分為多種類型，包括RCO、RTO焚燒爐、VAR焚燒爐等，即催化焚燒法、蓄熱式焚燒法、直接焚燒法等。某化學制藥企業(yè)是一個新規(guī)劃建設的制藥公司，產生的污染物來源包括污水站運行過程廢氣、生產車間廢氣、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)保公司引進了RTO焚燒爐和VAR直燃焚燒爐，將不同焚燒爐進行組合處理三廢。

　　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，通過對廢氣焚燒產生的余熱采用陶瓷蓄熱體進行蓄熱，有效利用了焚燒產生的熱量，從而達到經(jīng)濟焚燒的目的。焚燒過程溫度控制在750～850℃。廢氣進口溫度通常為常溫，經(jīng)過RTO焚燒爐再蓄熱利用后溫度達到100℃左右，即廢氣溫升約80～90℃。焚燒爐內氧含量在18%～20%之間，氧含量較高，故對進入RTO的廢氣LEL濃度控制較嚴格，需要控制在爆炸下限的25%以下。焚燒效率約95%，運行成本和投資成本相比VAR焚燒爐更低一些。

　　1.進入RTO焚燒爐的廢氣要求

　　(1)主要適用于大風量、低濃度的廢氣焚燒;

　　(2)含酸性污染物*行預處理，去除絕大部分無機酸;

　　(3)廢氣中VOCs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)濟性;

　　(3)廢氣量根據(jù)設計流量平穩(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進行*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行再利用產生蒸汽，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。焚燒爐內氧含量控制范圍10%～16%。對進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，但要保證輸送過程安全。因為燃燒焚燒高，故焚燒效率比RTO更高，但是運行費用和投資成本也更高。

　　1.進入熱力焚燒爐(VAR)的廢氣要求

　　(1)小風量、高濃度的廢氣;

　　(2)為保證燃燒的經(jīng)濟性和安全型，要求廢氣輸送過程實現(xiàn)全密閉;

　　(3)含酸性污染物必須進行預處理，去除絕大部分無機酸;

　　(4)不能含明顯固體、粉塵，否則必須經(jīng)過預除塵、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格控制，禁止大量空氣進入廢氣總管，否則會增加管道爆炸風險。

　　2.進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先調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)廢液應預*行除酸、脫鹽、脫水、脫機械雜質等處理;

　　(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%、有機氮12.5%、灰分4.16%(其中鹽分以及含鈉離子的物質不超過總質量的2%)。

　　2.化學制藥廢氣的種類

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

　　(2)化學制藥過程產生的廢氣

　　①反應釜或儲罐排放的純有機廢氣;

　?、诜磻騼夼欧诺暮兴嵝晕镔|的有機廢氣;

　?、壅婵毡谩⒎磻蚋稍锲髋欧诺恼婵瘴矚?

　?、苋萜鞒ㄩ_時揮發(fā)的有機廢氣;

　?、莺瑲錃鈴U氣;

　?、藜儫o機廢氣;

　?、叽箫L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類有機廢氣，在輸送過程可分為4類廢氣，即腐蝕性VOCs廢氣、普通VOCs廢氣、含氫廢氣和厭氧沼氣、低VOCs廢氣4大類，分開管道輸送，以保證輸送過程的安全性，小風量廢氣均可考慮去焚燒處理，其中②廢氣應先經(jīng)過除酸處理;⑥、⑦廢氣可以不接入焚燒處理系統(tǒng)，現(xiàn)場處理達標后排放;⑧類廢氣可接入應急火炬系統(tǒng);⑨類廢氣則應經(jīng)過深度預處理，如果能達標則考慮直接現(xiàn)場處理后排放，如果無法達標再考慮接入焚燒系統(tǒng)處理。

　　3.RTO和VAR焚燒爐在某制藥企業(yè)VOCs治理的組合應用

　　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蓄熱式焚燒爐相當于把廢氣升溫70～90℃(進口常溫，出口90～100℃)，而VAR直燃爐則需要將廢氣溫升到260～280℃(進口常溫，出口280℃)，因此對于低濃度廢氣，顯然RTO較VAR更加經(jīng)濟。為全面、經(jīng)濟、安全地處理各類廢氣，某化學制藥公司對RTO焚燒爐和VAR直燃爐進行了組合，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生的低濃度大風量廢氣，并混入部分車間高濃度VOCs廢氣作為補充，以提高廢氣熱值，減少燃料費用。VAR焚燒爐主要處理生產過程產生的各類高濃度VOCs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，但難達到98%以上，主要因為焚燒溫度的限制，無法*焚燒所有有機物。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.運行費用和經(jīng)濟性

　　某制藥企業(yè)RTO焚燒爐和VAR焚燒爐運行費用比較如表2～表4所示。

　　某公司RTO運行費用每年約181萬元/年，VAR費用每年基本可以持平，甚至還有盈余，但VAR焚燒爐較RTO焚燒爐建設成本高，項目建設費用相差約10倍，且VAR焚燒爐排放標準參照《危險廢物焚燒爐煙氣排放標準》執(zhí)行，每年例行監(jiān)測項目多、費用高、達標要求高。

　　rto蓄熱式廢氣焚燒爐

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

　　1蓄熱式熱氧化系統(tǒng)的應用實例

　　1.1研究對象

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

　　1.2生產工藝及有機廢氣污染源分析

　　印制線路板夾層材料的生產過程比較簡單，首先按比例將膠料(如環(huán)氧樹脂膠)和有機溶劑(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、質檢后即可制得成品。由于生產過程中用到的有機溶劑在涂布、烘干過程全部揮發(fā)，因此有機廢氣產生量大，治理前TVOC產生量約為160～190kg/hr。

　　1.3.1工藝流程圖

　　1.3.2主要工藝參數(shù)

　　(1)處理風量：20000m3/h;

　　(2)燃燒室溫度：850～1100℃;

　　(3)燃燒室溶劑負荷：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處理流程簡述

　　涂布、烘干等工序產生的有機廢氣先經(jīng)過風機統(tǒng)一收集至RTO焚燒爐處理系統(tǒng)，先以柴油引燃，使氧化爐內的溫度達到800℃左右，可保證涂膠生產線一旦開動，有機物將在焚燒爐內*燃燒，生成二氧化碳和水，化學反應式如下。

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

　　1.3.4處理效果分析

　　RTO焚燒爐系統(tǒng)已在該廠內運行3年，按照最近該公司日常監(jiān)測的數(shù)據(jù)(2005年1月、4月、8月、11月)統(tǒng)計的治理前后TVOC排放速率、濃度等數(shù)據(jù)平均值見表1，按各月TVOC去除效率繪制的折線圖見圖3。

　　該套系統(tǒng)在某廠使用已有3年，運行穩(wěn)定，未發(fā)生安全事故，對有機物的去除效果穩(wěn)定達到99%以上，RTO焚燒爐處理系統(tǒng)符合某廠的實際情況，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)過熱交換器，熱能輸送至導熱油爐中，降低燃料及能源的損耗，根據(jù)計算，該套系統(tǒng)熱能回收可達到85%以上，節(jié)省電能300度/a，具有明顯的經(jīng)濟意義。

　　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裝置，運行穩(wěn)定，運行3年未出現(xiàn)安全事故。該套系統(tǒng)管理方便，通過PLC全自動控制，人機界面操作，開機后24h不需人工操作，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，管理方便。