RTO廢氣處理設(shè)備是目前非常成熟、穩(wěn)定、有效的有機(jī)廢氣處理裝置。采用的是改進(jìn)前人的熱交換技術(shù)和新型蜂窩陶瓷蓄熱材料,高效熱交換系統(tǒng)保證了氧化分解熱的有效回收。熱回收率可達(dá)到95%以上,凈化率99%可達(dá)以上,運(yùn)行成本低、能處理大風(fēng)量中低濃度廢氣等特點(diǎn),濃度稍高時(shí),還可進(jìn)行二次余熱回收,大大降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。在有機(jī)廢氣凈化領(lǐng)域具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
一.RTO廢氣處理原理:
基本原理是使VOC和O2在高溫(800-850℃)下發(fā)生反應(yīng),生成CO2和H2O,并將燃燒產(chǎn)生的熱量循環(huán)用于二次燃燒,既節(jié)能又環(huán)保。
揮發(fā)性有機(jī)廢氣通過系統(tǒng)風(fēng)機(jī)推進(jìn),或者吸入RTO進(jìn)氣集氣管,開關(guān)閥將氣體引入蓄熱室。經(jīng)陶瓷蓄熱床預(yù)熱逐漸至燃燒室被逐漸預(yù)熱,氣體經(jīng)陶瓷蓄熱床逐漸預(yù)熱至燃燒室,在燃燒室高溫氧化分解,凈化后的高溫廢氣經(jīng)過另一陶瓷蓄熱室時(shí),會(huì)將熱量留在里面,從而使蓄熱室的熱量被加熱到出口處,被加熱。凈化廢氣冷卻,使出口溫度略高于RTO入口溫度,通常情況下不超過50-70°C。
二.RTO廢氣處理工藝流程:
1.廢氣收集后,接入干式過濾器,過濾器包含車間入風(fēng)口預(yù)處理過濾器和轉(zhuǎn)輪前的四級(jí)過濾器,去除廢氣中的顆粒物和漆霧。
2.經(jīng)過預(yù)處理的廢氣,進(jìn)入疏水性沸石濃縮轉(zhuǎn)輪,廢氣中的有機(jī)物背有效的吸附在沸石分子篩轉(zhuǎn)輪中,達(dá)到去除之目的。
3.經(jīng)過沸石吸附揮發(fā)性有機(jī)物后之潔凈氣體,直接透過煙囪排放至大氣中。
4.轉(zhuǎn)輪持續(xù)以每小時(shí) 1~6 轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn),同時(shí)將吸附之揮發(fā)性有機(jī)物傳送至脫附區(qū)。
5.在脫附區(qū)中利用一小股加熱氣體將揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行脫附。
6.脫附后之沸石轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)至吸附區(qū),持續(xù)吸附揮發(fā)性有機(jī)氣體
7.脫附后之濃縮有機(jī)廢氣送至焚化爐進(jìn)行燃燒轉(zhuǎn)化成水及二氧化碳排至大氣中。
8.利用熱交換將燃燒產(chǎn)生之熱量用來預(yù)熱脫附用氣體,使系統(tǒng)達(dá)到節(jié)能功效。
一般情況下,揮發(fā)性有機(jī)物濃度在25%LEL(可燃?xì)怏w爆炸下限)以下、燃燒絕熱溫升在40℃以上的廢氣,均適合RTO廢氣處理。
VOCS濃度小于2000mg/Nm3、致絕熱燃燒溫升低于40℃的需助燃,以提高其絕熱溫升至40℃以上的廢氣類型。
三.組成系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)
RTO廢氣處理設(shè)備由蓄熱室、燃燒室、換向閥和控制系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成。其主要組成系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)包括:蓄熱室床數(shù)選定、蓄熱體材料和類型選取和蓄熱體量的計(jì)算、空塔進(jìn)氣流速的確定;燃燒室的燃燒溫度、煙氣停留時(shí)間、燃燒器的選取;閥門切換時(shí)間;保溫耐火材料的選取和數(shù)量計(jì)算;預(yù)處理措施和安全保障措施的配套等。
1.工藝系統(tǒng)整體要求:系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓降低于3000Pa。蓄熱燃燒裝置應(yīng)進(jìn)行整體內(nèi)保溫,外表面溫度不高于60℃(部分熱點(diǎn)除外)。環(huán)境溫度較低、濕度較大時(shí),有采取保溫、伴熱等防凝結(jié)措施,具有反燒和吹掃功能。
2.蓄熱室:蓄熱室是焚燒裝置進(jìn)行熱量交換的空間,其具體結(jié)構(gòu)和尺寸根據(jù)熱回收效率要求、蓄熱體結(jié)構(gòu)性能、系統(tǒng)壓降等因素計(jì)算確定。
四.燃燒工藝和蓄熱室數(shù)量的選定
蓄熱燃燒工藝可以分為固定式和旋轉(zhuǎn)式蓄熱燃燒等。固定式蓄熱燃燒工藝有二室、三室、五室等,理論上蓄熱室數(shù)量越多,凈化效率越高,但設(shè)備投資或者占地也隨之提高。旋轉(zhuǎn)式RTO裝置有旋轉(zhuǎn)氣缸型、盤型和旋轉(zhuǎn)閥門型,其中旋轉(zhuǎn)式RTO的結(jié)構(gòu)除驅(qū)動(dòng)區(qū)、分配區(qū)外,其余與固定式相同。一般情況下,燃燒工藝考慮三室固定式蓄熱燃燒工藝的較多,占地有限制條件時(shí)可以考慮旋轉(zhuǎn)閥門型等燃燒工藝。
蓄熱室熱回收效率要求蓄熱室對(duì)熱回收效率不小于95%,主要是要控制排放氣體的溫度。熱回收效率比較簡(jiǎn)單的計(jì)算方法處理廢氣熱量的平衡方法,如進(jìn)氣溫度在30℃,排氣溫度要求60℃,燃燒室的溫度要求在800℃時(shí),則熱回收效率為96.1%,即(800-60)/(800-30)=96.1%。
五.蓄熱體的基本要求
1.要求比熱容不低于750J/(kg·K),具有高比重。
2.有足夠的氣體流通截面積,使氣體分布均勻、阻力低。
3.耐高溫。RTO裝置操作溫度一般為750~950℃,因此一般要選用能耐1250℃溫度以上的材質(zhì)作為蓄熱體,優(yōu)先選用蜂窩陶瓷、組合式陶瓷等規(guī)整材料。
4.良好的抗熱震性能。其短時(shí)間可承受的高溫沖擊要求1250℃以上,使用壽命不低于40000h。
5.在高溫下有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和有抗高溫氧化、耐化學(xué)腐蝕。
6.價(jià)格應(yīng)盡可能低廉。
六.蓄熱體材質(zhì)與類型的選取
目前在RTO裝置中采用的陶瓷原材料主要有黏土、剛玉、莫來石、鋯英石、鈦酸鋁和堇青石等。在RTO裝置的蓄熱室中,蓄熱填充物主要類型有規(guī)整填料(如蜂窩填料和板波紋填料)和散堆填料(顆粒填料,如矩鞍環(huán))兩大類。
七.保溫耐火材料
要求質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低(常溫下導(dǎo)熱系數(shù)低于0.03W/(m·k)、抗熱震性好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)。一般情況下,裝置的燃燒室及蓄熱室內(nèi)保溫可采用耐火硅酸鋁纖維,其耐熱可達(dá)1200℃,絨重為220kg/m3。鋪設(shè)時(shí),燃燒室及蓄熱室上部厚≤225mm,蓄熱室進(jìn)出風(fēng)區(qū)厚≤120mm。保溫層一般設(shè)三層,其中含兩層硅酸鋁纖維氈及一層硅酸鋁纖維模塊。硅酸鋁纖維模塊內(nèi)設(shè)置耐熱鋼骨架,用錨固件固定在裝置殼體上。
八.后處理要求
處理含氮有機(jī)物造成煙氣氮氧化物排放超標(biāo)時(shí),采用選脫硝工藝進(jìn)行后處理。當(dāng)處理含硫或含鹵素有機(jī)物產(chǎn)生二氧化硫、鹵化氫時(shí),采用吸收等工藝進(jìn)行后處理。
九.安全措施要求
1.當(dāng)廢氣濃度波動(dòng)較大時(shí),在前端采取稀釋、緩沖等措施。
2.需在RTO裝置與主體生產(chǎn)裝置之間的管道系統(tǒng)中安裝阻火器或防火閥。當(dāng)進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)管道采用金屬材質(zhì)時(shí),采取法蘭跨接、系統(tǒng)接地等措施,防止靜電產(chǎn)生、積聚。
3.應(yīng)具有過熱保護(hù)功能,保溫設(shè)計(jì)符合SGBZ-0805的相關(guān)規(guī)定。
4.燃料供給系統(tǒng)設(shè)置高低壓保護(hù)和泄漏報(bào)警裝置;設(shè)安全可靠的火焰控制系統(tǒng)、溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)等。燃燒器點(diǎn)火操作應(yīng)符合GB19839的相關(guān)規(guī)定。
5.管路系統(tǒng)和蓄熱燃燒裝置的防爆泄壓設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB50160的相關(guān)規(guī)定。壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)置低壓保護(hù)和報(bào)警裝置。風(fēng)機(jī)、電機(jī)和置于現(xiàn)場(chǎng)的電氣儀表等設(shè)備應(yīng)防爆,等級(jí)應(yīng)不低于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)別。
6.具備短路保護(hù),接地電阻應(yīng)小于4Ω。安裝符合GB50057規(guī)定的避雷裝置。
RTO廢氣處理設(shè)備處理揮發(fā)性有機(jī)物廢氣的工藝設(shè)計(jì)重點(diǎn)是蓄熱體材質(zhì)和類型的選擇,確保能滿足熱回收效率和運(yùn)行穩(wěn)定性;焚燒工藝的類型選擇要具有經(jīng)濟(jì)可行、符合企業(yè)實(shí)際;同時(shí)根據(jù)廢氣的具體情況選擇合適的燃燒溫度和配套設(shè)施