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高溫VOCs廢氣處理之RTO技術

 

發布日期:2020-05-23

RTO技術是近年來我國在燃燒法的基礎上發展出來的新技術,該應用雖然晚於活性炭吸裝置,但由於其操作簡單,運行維護較少,對揮發性有機物的去除效率較高,一般在95%以上,是目前我國有機廢氣治理的主要技術之一。

VOCs種類繁多,來源也十分廣泛,成分複雜,常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、幹洗、噴塗、化工等生產或使用有機溶劑的行業都會產生VOsC排放。即使同一物質,由於風量不同、濃度不同,所需技術路線也不一樣。

蓄熱式熱氧化器(RTO)

蓄熱式熱氧化器(RegenerativeThermal Oxidizer簡稱RT0)是將有機廢氣加熱到760℃以上,在高溫下發生氧化反應,使廢氣中的碳氫化合物氧化變成CO2和H2O,直接排放到大氣。由於RTO裝置包括一組熱回收率高達95%的陶瓷填充床器,所以在處理過程中隻消耗很少的燃料或不消耗燃料,在濃度更高時還可向外輸出熱量進行二次熱回收利用。

RTO是TO(氣體焚燒爐)的改進結構,是將原TO中的空氣預熱器(板式或管式,熱回收率國產約50%,德國最大為85%)替換為陶瓷填充床空氣預熱器,熱回收率達到95%,所以可將95%的熱用來預熱廢氣,氧化廢氣中的有機物隻需要5%的熱量即可。

RTO設備處理VOCs的常見形式有:二室RTO、三室RTO和旋轉RTO,根據需求可設計成五室RTO、七室RTO等結構形式。

1.RTO工藝原理

RTO的工作原理:有機物(VOCs)在一定溫度下與氧氣發生反應,生成CO2和H2O,並放出一定熱量的氧化反應過程,RTO是把廢氣加熱到700℃以上,使廢氣中的VOC氧化分解為CO2和H2O,氧化產生的高溫氣體流經陶瓷蓄熱體,使之升溫“蓄熱”,並用來預熱後續進入的有機廢氣,從而節省廢氣升溫燃料消耗的處理技術。

1.1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。廢氣從底部經進氣分配器進入預熱區,使氣體溫度預熱到一定溫度後進入頂部的燃燒室,並完全氧化。

淨化後的高溫氣體離開氧化室,進入冷卻區,將熱量傳給蓄熱體而氣體被冷卻,並通過氣體分配器排出。而冷卻區的陶瓷蓄熱體吸熱,“貯存”大量的熱量(用於下個循環加熱廢氣)。

為防止未反應的廢氣隨蓄熱體的旋轉進入淨化氣出口去,當蓄熱體旋轉到淨化器出口區之前,設有一扇形區作為衝洗區。

通過蓄熱體的旋轉,蓄熱體被周期性的冷卻和加熱,同時廢氣被預熱和淨化器冷卻。如此不斷地交替進行。

1.2二室RTO工作原理

在開工時先將新鮮空氣代替有機廢氣,借燃燒器將蓄熱室加熱到一定溫度。由於蓄熱體具有極高的儲熱性能,所以從一個冷的RTO加熱到一定高的溫度,並且還要達到正常溫度分布,需要一定的時間。

正常工作時,其中一個蓄熱室已在前一個操作循環中存儲了熱量,有機廢氣首先從底部進入該蓄熱室,廢氣通過蓄熱體床層被預熱到接近燃燒時溫度,而蓄熱體同時逐漸被冷卻。

預熱後的廢氣進入頂部燃燒室,在燃燒室中有機物被氧化後,即作為高溫淨化氣進入另一個蓄熱室;此時,淨化氣的熱量傳給蓄熱體,蓄熱體床層逐漸被加熱,而淨化氣則被冷卻後排出。當被冷卻的蓄熱體冷卻到尚可允許的溫度水平時,就應切換氣流的方向,即完成第一個循環。

切換流向後,有機廢氣進入已被加熱過的蓄熱室,反應後的淨化氣則將熱量傳給上一循環被冷卻的蓄熱室,如上所述,完成第二個循環。

1.3三室RTO工作原理

三室RTO的蓄熱室同時進行操作的原理:當第一台蓄熱室處於被冷卻而廢氣被預熱的階段時(冷周期),第二台蓄熱室正處於被淨化氣加熱的過程(熱周期),而第三台蓄熱室則在衝洗(清洗周期)。因此,當一個循環後,廢氣始終進入到在上一循環時排出淨化氣的蓄熱室,而原來進入廢氣的蓄熱室則用淨化氣(或空氣)衝洗,並將殘留的未反應廢氣送回到反應室進行氧化,然後與淨化氣一起從衝洗過的蓄熱室排出。如表1所示:

2.RTO設備基本參數

RTO設備的基本參數如表2所示:

3.RTO設備特點

兩室RTO、三室RTO、旋轉RTO三種RTO設備的特點對比表如表3所示:華世潔設計的RTO設備的特點:

產品設計考慮客戶的生產工藝,重視前端控製和末端治理的結合;

高性能陶瓷材料蓄熱體,換熱效率高達95%;

淨化效率高,三室RTO與旋轉RTO均可達到99%以上;

對餘熱進行綜合利用,產生經濟效益;

優化設計的陶瓷結構、通風係統,確保最好的處理效果和使用體驗;

充分考慮係統的安全與防護,為客戶提供安全可靠的後抽離設備與技術。

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