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隨著國家節(jié)能減排政策和今年新的更嚴格的環(huán)保法實施以來，很多企業(yè)開始注重環(huán)保問題。我們這里詳細講解下目前有效的處理高濃度VOC（Volatile organic compounds）的廢氣處理工藝RTO蓄熱式焚燒設備。

       高濃度廢氣處理 RTO設備 蓄熱式焚燒工藝

      1.工作原理：

      蓄熱式焚燒爐（RTO），是一種的有機廢氣處理設備，其工作原理是，把有機廢氣加熱到760攝氏度以上，使廢氣中的揮發(fā)性有機物（VOCs）氧化分解為二氧化碳和水。氧化過程產(chǎn)生的熱量存儲在特制的陶瓷蓄熱體，使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內(nèi)儲存的熱量用于預熱后續(xù)進入的有機廢氣，該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程，從而節(jié)省廢氣升溫過程的燃料消耗。

     2.RTO簡單的發(fā)展歷程

（1）初代RTO：

初代RTO是兩床式結(jié)構(gòu)，由兩個陶瓷蓄熱體填料床組成，以簡單的一進一出過程完成“蓄熱”和“放熱”過程的切換。RTO設備的分解效率主要由反應溫度、停留時間、氣體流速等因素決定。兩床式RTO有2個蓄熱室，工作時2個蓄熱室大約1min-2min切換一次狀態(tài)（進口-出口），風門在切換過程中大約有0.3s-0.6s的時間直接將高濃度的廢氣排到排放口，且當前進氣蓄熱室底部殘留的未分解廢氣也被直接排出。大量工程應用表明：兩床式RTO的VOCs的分解效率為95%，綜合熱效率為90%，進出口溫差高達45攝氏度。在閥切換時，廢氣管道內(nèi)的壓力波動范圍為±500pa，當兩床式RTO進氣口VOCs濃度大于1g/m3時，出口濃度會超過北京和上海的地方排放標準（50mg/m3）。

（2）第二代RTO

第二代RTO同樣是采用閥門切換式，由三個或多個陶瓷填充床組成, 在初代RTO的基礎上增加了“吹掃”功能，大大的提高了廢氣分解效率。

以三床式RTO為例：

階段一：廢氣通過蓄熱床A被預熱，然后進入燃燒室燃燒，蓄熱床C中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進行焚燒處理（吹掃功能），分解后的廢氣經(jīng)過蓄熱床B排出，同時蓄熱床B被加熱。

階段二：廢氣通過蓄熱床B被預熱，然后進入燃燒室燃燒，蓄熱床A中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進行焚燒處理，分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床C排出，同時蓄熱床C被加熱。

階段三：廢氣通過蓄熱床C被預熱，然后進人燃燒室燃燒，蓄熱床B中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進行焚燒處理分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床A排出，同時蓄熱床A被加熱。

如此周期性運行，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解，燃燒室內(nèi)溫度維持在設定溫度（一般為800-850攝氏度）。當RTO進氣口的廢氣濃度達到一定值時，VOCs氧化釋放的熱量能夠維持RTO蓄熱和放熱的能量儲備，則此時RTO不需要使用燃料就能夠維持燃燒室內(nèi)的溫度。

大量工程應用表明：三床式RTO的VOCs的分解效率可達99%，綜合熱效率可達95%，進出口溫差在40攝氏度左右，在閥切換時，廢氣管道內(nèi)的壓力波動在±250pa。三床式RTO的VOCs處理濃度不能超過5g/m3，不然會超過北京和上海的地方排放標準。另外由于其比表面積較大所以自身運行散熱量較大，降低了可供回用的余熱量。

（3）第三代RTO

第三代RTO采用旋轉(zhuǎn)式分流導向，在爐膛內(nèi)設置多個等份的陶瓷填料床，通過旋轉(zhuǎn)換向閥的轉(zhuǎn)動把有機廢氣導向各個蓄熱床進行預熱和氧化分解。

旋轉(zhuǎn)式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉(zhuǎn)閥等組成。爐體分成12個陶瓷填料床，其功能分為5個進氣室（預熱區(qū)）、5個出氣室（冷卻區(qū)）、1個吹掃室和1個隔離室。廢氣分配閥由電機帶動，作連續(xù)、勻速轉(zhuǎn)動，在分配閥的作用下，廢氣緩慢在12個室之間依次通過。廢氣經(jīng)進氣分配器進入預熱區(qū)，使廢氣預熱到一定溫度后進入頂部的燃燒室，并完全氧化分解。凈化后的高溫氣體離開燃燒室，進入冷卻區(qū)，將熱量傳給陶瓷蓄熱體，而氣體被冷卻，并通過氣體分配器排出。冷卻區(qū)的陶瓷蓄熱體吸熱，“儲存”大量的熱量（用于下個循環(huán)加熱廢氣）。

如此不斷地交替進行，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解，當廢氣中VOCs濃度超過一定值，氧化分解釋放熱量足以維持燃燒室的反應溫度時，則不需要用燃料進行加熱，大限度的保證能量循環(huán)利用。

大量工程應用表明：旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs的分解效率可達99.5%，熱效率可達97%，其進出口溫差20攝氏度左右，大限度的降低了RTO運行中的熱損失，保證了熱能的二次回收利用。旋轉(zhuǎn)閥的平穩(wěn)連續(xù)轉(zhuǎn)動，對廢氣管道的壓力影響僅為±25pa，對于生產(chǎn)光學材料的廠家來說極其重要。由于具有很高的分解效率，旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs入口廢氣濃度可高達10g/m³。

3.工藝流程：

切換閥改變氣流進入蓄熱床的方向，實現(xiàn)蓄熱區(qū)與放熱區(qū)的交替轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)回收焚化爐內(nèi)的熱量，高熱能回收率降低了燃料的需求節(jié)省了運行成本。

當系統(tǒng)VOC濃度大于矜持濃度(甲苯1200mg/m3、二甲苯1100mg/m3)時，RTO即不需輔助燃料便能夠維持VOC氧化分解前提，同時可對外輸出系統(tǒng)余熱。

4.優(yōu)缺點：

優(yōu)點：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效率（>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、操作可靠；有機沉淀物可周期性的，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：蓄熱式熱力焚化爐裝置重量大，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；不能徹底凈化處理含硫含氮含鹵素的有機物。

5.適用范圍：

高濃度廢氣處理 RTO設備適用于涂裝工藝的烘爐廢氣處理，噴漆、塑膠行業(yè)廢氣、印刷、印染以及化工、電泳涂裝設備廢氣處理以及化工電子等行業(yè)的同類廢氣處理。