設備原理:
以蜂窩陶瓷蓄熱體為核心材料制成的蓄熱式熱力氧化系統(RTO),經“蓄熱—放熱—清掃”過程,實現使工業生產過程中排放的揮發性有機物VOCs的無害化燃燒。在高溫下將廢氣中的有機物(VOCs)氧化成二氧化碳和水,從而凈化廢氣,使VOCs的排放達到排放法規要求。 利用陶瓷蓄熱體來儲存有機廢氣分解時產生的熱量,并用陶瓷蓄熱體儲存的熱能來預熱和分解未被處理的有機廢氣,從而達到很高的熱效率,氧化溫度一般在800℃到850℃之間。RTO系統配備合適設備可實現VOCs燃燒的余熱利用,例如經余熱鍋爐和汽輪發電系統發電,或直接生產蒸汽或熱水,達到節能和環保的目的。
蓄熱式氧化爐RTO中有機廢氣燃燒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”用于預熱后續進入的有機廢氣,從而節省廢氣升溫的燃料消耗。常見的蓄熱室兩室和三室之分,兩室RTO依次經歷“蓄熱-放熱”的過程,循環使用;三室RTO則經歷“蓄熱-放熱-清掃”的過程。清掃是指蓄熱室放熱后引入適量潔凈空氣對該蓄熱室進行清掃,清掃完成后才進入“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。因此三室RTO廢氣分解效率高于兩室,可達到達到99%以上,熱回收效率達到95%以上。
二室RTO工作原理:
有機廢氣通過引風機進入蓄熱室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徹底分解為CO2和H2O。由于廢氣在蓄熱室1內吸收了上一循環回收的熱量,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對新進入的廢氣進行加熱。該過程完成后系統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,使有機廢氣持續升溫直至有機成分徹底分解成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加熱新進入的低溫廢氣。
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,如此交替切換持續運行。
1、蓄熱體
蓄熱體是RTO系統的熱量載體,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,蓄熱室的體積越小;
(2)換熱速度:材料的導熱系數可以反映熱量傳遞的快慢,導熱系數越大熱量傳遞越迅速;
(3)熱震穩定性:蓄熱體在高低溫之間連續多次地切換,在巨大溫差和短時間變化的情況下,極易發生變形以至于碎裂,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焚燒爐進行循環熱交換的關鍵部件,必須在規定的時間準確地進行切換,其穩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二次燃燒甚至燃燒不充分。為了確保燃料在低氧環境下燃燒,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,這些參數應在設計之初根據實際的工藝需求準確計算,否則會直接影響RTO的焚燒效果。
設備優勢:
工藝豐富,兩室、三室及旋轉RTO多種工藝可選;
使用陶瓷蓄熱體回收熱能,降低了能耗,減少了燃料費用。
VOCs去除效率高,最高可達到>99%以上,適宜不同工況;
適用度高,可處理多種組分,適用于絕大多數有機廢氣成分;
不存在局部高溫,抑制了熱力型氮氧化物生成,無二次污染。
蓄熱室內溫度分布均勻,傳熱換熱效果佳,爐膛容積小,降低了設備造價。
全自動化控制,操作簡單,運行穩定,安全可靠性高。
設備應用:
適用于高濃度有機廢氣、涂裝廢氣、惡臭廢氣等廢氣凈化處理;適用于廢氣成分經常發生變化或廢氣中含有使催化劑中毒失活的成分(如水銀、錫、鋅等的金屬蒸汽和磷、磷化物、砷等),含有鹵素碳氫化合物及其他具有腐蝕性的有機氣體。
RTO可直接應用于高濃度的有機廢氣凈化,和沸石轉輪吸附濃縮技術結合,則可應用于有機廢氣濃度低、風量大的場合。
適用于: 涂裝、制藥、 石油、化工、塑料、橡膠、印刷、農藥、制鞋、電力電纜行業等。