RTO是一種高效有機廢氣治理技術,與傳統(tǒng)的催化燃燒、直燃式熱氧化爐(TO)相比,具有熱效率高(≥95%)、運行成本低、能處理大風量中低濃度廢氣等特點,濃度稍高時,還可以進行二次余熱回收,大大降低生產運行成本。
RTO(Regenerative Thermal Oxidizer簡稱RTO),蓄熱式氧化爐。其原理是在高溫下將廢氣中的有機物(VOCs)氧化成對應的二氧化碳和水,從而凈化廢氣,并回收廢氣分解時所釋放出來的熱量,三室RTO廢氣分解效率達到99%以上,熱回收效率達到95%以上。RTO主體結構由燃燒室、蓄熱室和切換閥等組成。根據(jù)客戶實際需要,選擇不同的熱能回收方式和切換閥方式。
工作原理
其原理是把有機廢氣加熱到760攝氏度(具體需要看成分)以上,使廢氣中的VOC氧化分解成二氧化碳和水。氧化產生的高溫氣體流經特制的陶瓷蓄熱體,使陶瓷體升溫而“蓄熱”,此“蓄熱”用于預熱后續(xù)進入的有機廢氣。從而節(jié)省廢氣升溫的燃料消耗。陶瓷蓄熱室應分成兩個(含兩個)以上,每個蓄熱室依次經歷蓄熱-放熱-清掃等程序,周而復始,連續(xù)工作。蓄熱室“放熱”后應立即引入適量潔凈空氣對該蓄熱室進行清掃(以保證VOC去除率在98%以上),只有待清掃完成后才能進入“蓄熱”程序。否則殘留的VOCS隨煙氣排放到煙囪從而降低處理效率。
適用廢氣
●適用有機廢氣種類:烷烴、烯烴、醇類、酮類、醚類、酯類、芳烴、苯類等碳氫化合物有機廢氣。
●有機物低濃度(同時滿足低于25%LEL)、大風量
● 廢氣中含有多種有機成分、或有機成分經常發(fā)生變化
● 含有容易使催化劑中毒或活性衰退成分的廢氣
發(fā)展分類
代RTO是單體式結構,以的一進一出為風流導向。
第二代RTO是采用閥門切換式,也是見的一種 RTO。其由兩個或多個陶瓷填充床, 通過閥門的切換, 改變氣流的方向, 從而達到預熱VOC 廢氣的目的。
第三代RTO采用旋轉式分流導向,并把爐膛內蓄熱體分成多個等份的單體密封單元,通過不停轉動把VOC導向至各個蓄熱體單元進行氧化。
第四代RTO是的治理供熱一體化設備,采用旋轉式閥門分流,把多個蓄熱室緊湊結合為一個燃燒室,內置換熱器或熱風調節(jié)裝置,達到治理廢氣的同時滿足供熱需求。
在我國,旋轉RTO是近幾年發(fā)展起來的,*的占據(jù)主流地位的仍是三廂式塔式RTO,凈化效率高于旋轉式RTO。
性能特點
優(yōu)點[2]:
●幾乎可以處理所有含有機化合物的廢氣
● 可以處理風量大、濃度低的有機廢氣
●處理有機廢氣流量的彈性很大(名義流量20%~120%)
●可以適應有機廢氣中VOC的組成和濃度的變化、波動
●對廢氣中夾帶少量灰塵、固體顆粒不敏感
●在所有熱力燃燒凈化法中熱高(>95%)
●在合適的廢氣濃度條件下無需添加輔助燃料而實現(xiàn)自供熱操作
●凈化效率高(三室>99%)
●維護工作量少、操作安全可靠
●有機沉淀物可周期性的清除,蓄熱體可更換
●整個裝置的壓力損失較小
●裝置使用壽命長
缺點:
●裝置重量大,因為采用陶瓷蓄熱體
●裝置體積大,只能放在室外
● 要求盡可能連續(xù)操作
● 一次性投資費用相對較高
●不能*凈化處理含硫含氮含鹵素的有機物
同理也可以通過蓄熱式燃燒將煙氣加熱至SNCR或者SCR脫硝反應需要的溫度進行脫硝,特別是針對于不具備脫硝條件,氮氧化物濃度比較高又必須要脫硝的情況,比如鉛鋅冶煉爐或者立式石灰爐釩礦爐等,鉛鋅冶煉爐是將配比好的礦石加熱至鋅煙化溫度,鋅通過煙化為氣態(tài)再通過降溫收集,這期間因為煙氣在礦石加料、加溫、煙化、放料等幾個過程中煙塵里面含有大量的氣態(tài)或者固態(tài)顆粒狀的鋅,在800多度時噴入氨水或者尿素溶液,效果很差并且波動幅度非常大,氨逃逸也非常厲害,在300°左右時又因為煙氣中含有鉛、鋅等重金屬,又不適宜用SCR脫硝,這樣會導致催化劑中毒,如果在煙氣排放末端采用RTO模式,可以將煙氣加熱到800°左右脫完硝后再將熱量回收利用,效果非常好。
蓄熱式焚燒(RTO)工作原理
>>二室RTO工作原理
有機廢氣通過引風機輸入蓄熱室1進行升溫,吸收蓄熱體中存儲的熱量,隨后進入焚燒室進一步燃燒,升溫至設定的溫度(760℃),在這個過程中有機成分被*分解為CO2和H2O。由于廢氣在蓄熱室1內吸收了上一循環(huán)回收的熱量,從而減少了燃料消耗。
處理過后的高溫廢氣進入蓄熱室2進行熱交換,熱量被蓄熱體吸收,隨后排放。而蓄熱室2存儲的熱量將可用于下個循環(huán)對新輸入的廢氣進行加熱。該過程完成后系統(tǒng)自動切換進氣和出氣閥門改變廢氣流向,使有機廢氣經由蓄熱室2進入,焚燒處理后由蓄熱室1熱交換后排放,如此交替切換持續(xù)運行。
>>三室RTO工作原理
有機廢氣通過引風機進入蓄熱室1吸熱,升溫后進入焚燒室中進一步加熱,使有機廢氣持續(xù)升溫直至有機成分*分解成CO2和H2O。由于廢氣在升溫過程中利用了蓄熱體回收的熱量,所以燃料消耗較少。廢氣經處理后離開燃燒室,進入蓄熱室2釋放熱量后排放,而蓄熱室2的蓄熱體吸熱后用于下個循環(huán)加熱新輸入的低溫廢氣。
與此同時,引入部分凈化后的氣體對蓄熱室3進行吹掃以備進行下一輪熱交換。該過程全部完成后切換進氣和出氣閥門,氣體由蓄熱室2進入,蓄熱室3排出,蓄熱室1進行吹掃;再接下來的循環(huán)則切換為由蓄熱室3進入,蓄熱室1排出,蓄熱室2進行吹掃,如此交替切換持續(xù)運行。此外,為了提高熱能利用率還可在RTO焚燒爐后設置換熱器加強余熱利用。
>>旋轉RTO工作原理
旋轉RTO的蓄熱體中設置分格板,將蓄熱體床層分為幾個獨立的扇形區(qū)。廢氣從底部經進氣分配器進入預熱區(qū),使氣體溫度預熱到一定溫度后進入頂部的燃燒室,并*氧化。凈化后的高溫氣體離開氧化室,進入冷卻區(qū),將熱量傳給蓄熱體而氣體被冷卻,并通過氣體分配器排出。而冷卻區(qū)的陶瓷蓄熱體吸熱,“貯存”大量的熱量(用于下個循環(huán)加熱廢氣)。為防止未反應的廢氣隨蓄熱體的旋轉進入凈化氣出口去,當蓄熱體旋轉到凈化器出口區(qū)之前,設有一扇形區(qū)作為沖洗區(qū)。
通過蓄熱體的旋轉,蓄熱體被周期性的冷卻和加熱旋轉,如此不斷地交替進行。
蓄熱式焚燒(RTO)系統(tǒng)組成
1.蓄熱體
蓄熱體是RTO系統(tǒng)的熱量載體,它直接影響RTO的熱利用率,其主要技術指標如下:
(1)蓄熱能力:單位體積的蓄熱體所能存儲的熱量越大,蓄熱室的體積越??;
(2)換熱速度:材料的導熱系數(shù)可以反映熱量傳遞的快慢,導熱系數(shù)越大熱量傳遞越迅速;
(3)熱震穩(wěn)定性:蓄熱體在高低溫之間連續(xù)多次地切換,在巨大溫差和短時間變化的情況下,極易發(fā)生變形以至于碎裂,堵塞氣流通道,影響蓄熱效果;
(4)抗腐蝕能力:蓄熱材料接觸的氣體介質多為具有強腐蝕性,抗腐蝕能力將影響RTO的使用壽命。
2.切換閥
切換閥是RTO焚燒爐進行循環(huán)熱交換的關鍵部件,必須在規(guī)定的時間準確地進行切換,其穩(wěn)定性和可靠性至關重要。因為廢氣中含有大量粉塵顆粒,切換閥的頻繁動作會造成磨損,積攢到一定程度會出現(xiàn)閥門密封不嚴、動作速度慢等問題,會極大地影響使用性能。
3.燒嘴
燒嘴的主要目的是不讓氣體與燃料混合地過快,這樣會形成局部高溫;但也不能混合過慢導致燃料出現(xiàn)二次燃燒甚至燃燒不充分。為了確保燃料在低氧環(huán)境下燃燒,需要考慮到燃料與氣體間的擴散、與爐內廢氣的混合以及射流的角度及深度,這些參數(shù)應在設計之初根據(jù)實際的工藝需求準確計算,否則會直接影響RTO的焚燒效果。
蓄熱式焚燒(RTO)技術特點
智澤RTO設備優(yōu)勢
①工藝豐富:兩室、三室及旋轉RTO多種工藝可選;
②去除率高:VOCs去除效率高,可達到>99%以上,適宜不同工況;
③適用度高:可處理多種組分,幾乎所有有機廢氣
④經濟效益:可按需配置余熱裝置;高效換熱使設備具有良好的經濟性和安全性;
⑤運行安全:熄火保護、超溫報警等功能使運行更安全;
⑥使用方便:自動化控制程度高、維修方便;
⑦結構合適:系統(tǒng)結構緊湊,占地面積??;
⑧實時監(jiān)測:采用PLC系統(tǒng)實現(xiàn)多重保護,實現(xiàn)故障自檢和排除,系統(tǒng)穩(wěn)定完善。
蓄熱式焚燒(RTO)適用領域
● 濃度較低 ,風量較大的涂裝、制藥行業(yè)有機廢氣
● 含苯系物、酚類、醛類、酮類、醚類、酯類等有機成分的石油、化工(如塑料、橡膠、合成纖維、有機化工)、塑料、橡膠、制藥、印刷(包括印鐵、印紙、印塑料)、農藥、制鞋、電力電纜生產行業(yè)等。
● 廢氣含有水銀,鉛,錫,鋅磷,磷化物,砷等造成催化劑中毒的物質
蓄熱式焚燒(RTO)設備工藝圖
二室RTO示意圖
三室RTO示意圖