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發布時間:2020-07-21 14:53  





蓄熱式熱力焚化爐,簡稱RTO,英文全稱為Regenerative Thermal Oxidizer,主要應用于低濃度大風量的有機廢氣(VOC)的處理,RTO設備的形式常見的有旋轉式與多箱式。其中多箱式常見的有2室和3室結構,處理大風量時還可設計成5室、7室等形式以及圓形等結構。
待處理的低溫有機廢氣在入口風機作用下進入蓄熱室1的陶瓷層,(該陶瓷介質已經把上一循環的熱量“貯存”起來),陶瓷釋放熱量使有機廢氣升至較高溫度后進入燃燒室。燃燒室中,燃燒器燃燒燃料放熱,使廢氣升至設定的氧化溫度(760℃~800℃),廢氣中的有機物被分解成CO2和H2O。由于廢氣經過蓄熱室預熱,廢氣氧化也釋放一定的熱量,所以燃燒器燃料的用量較少。氧化室有兩個作用:一是保證廢氣能達到設定的氧化溫度,二是保證有足夠的停留時間使廢氣充分氧化。廢氣成為凈化的高溫氣體后離開燃燒室,進入蓄熱室2(上兩個循環陶瓷介質已被冷卻吹掃),釋放熱量后排放,而蓄熱室2的陶瓷吸熱,“貯存”大量的熱量(用于下個循環加熱使用)。蓄熱室3在這個循環中執行吹掃功能。完成后,蓄熱室進氣與出氣閥門進行一次切換,蓄熱室2進氣,蓄熱室3出氣,蓄熱室1吹掃;再下個循環則是蓄熱室3進氣,蓄熱室1出氣,蓄熱室2吹掃,如此不斷交替進行。凈化后的廢氣經煙囪排入大氣。
沸石濃縮轉輪被分為吸附區、脫附區、冷卻區三個功能區,沸石分子篩轉輪在各個功能區域內連續運轉。
在吸附區:廢氣通過前置的過濾器后,送至沸石分子篩轉輪的吸附區。在吸附區(吸附區面積為S1 )有機廢氣中的VOCs被沸石分子篩吸附,未被吸附的廢氣在吸附風機的帶動下,直接排人煙囪達標排放。
在脫附區:沸石轉輪上吸附的VOCs,在脫附區(脫附區面積為S2 ) 被高溫逆向脫附、濃縮,脫附溫度約200oC:,濃縮倍數一般為5 ~ 25倍。濃縮倍數:n = (S1 x V1)/(S2 xV2 ) ,其中 S1/S2 = 10:1 ,V1/V2 = ( 0.5 ~ 2.5 )。脫附氣在脫附風機的帶動下進人RTO焚化系統。
在冷卻區:為保證高的吸附效率,需對高溫脫附后的轉輪進行冷卻。冷卻空氣冷卻轉輪吸附材后自身被預熱,作為脫附氣的源氣,再與來自RTO燃燒室來的高溫凈化氣換熱,溫度提升至180 ~ 200oC 后逆向進人轉輪脫附區進行高溫脫附。
沸石分子篩轉輪設備整體密閉,污染源主要為沸石分子篩更換產生的廢沸石材料,但根據工程實際案例運營情況,吸附材料一般壽命在5 年以上。
采用RTO裝置處理焦化廢氣,優化RTO裝置的工藝性能對提高有機廢氣處理效率,實現廢氣達標排放至關重要,本項目在RTO工藝設計等方面做了升級和改進。
3-1采用焦爐煤氣作為輔助燃料
本項目采用焦爐煤氣作為輔助燃料,既節約了成本,又提高了焦爐煤氣的利用率。從用戶記錄所得到的輔助燃料使用量表明,RTO裝置冷啟動時所需焦爐煤氣為240m3/h,能夠滿足RTO裝置正常運行時的燃料需求。
3-2RTO前端增加安全水封、捕霧器和阻火器水封的主要作用是防止高溫回火,由于其安全性能好,可用在管道收集前端防止回火;焦化廢氣中含有少量的水分,為使進入RTO內部的焦化廢氣更加潔凈,增加了捕霧器用于氣液分離;與此同時,由于廢氣中含有氣體,為了阻止氣體在RTO內燃燒時火焰傳播到整個管網中,在RTO進氣管道前端增加了阻火器。
3-3高溫閥水冷系統
在大多數的RTO裝置中,高溫閥主要靠自然散熱。考慮到發生緊急情況時燃燒室的溫度過高,本項目采用循環水冷卻系統。水冷系統由軟水槽、軟水循環泵及軟水冷卻器組成,軟水通過浮球液位計自動補充到軟水槽中,通過軟水循環泵輸送至高溫閥,再通過軟水冷卻器被循環水冷卻后進入軟水槽。
4結語
經工藝優化后的RTO裝置運行結果分析表明:
1)通過多次抽樣測量,RTO燃燒室表面溫度基本維持在50~70℃,滿足溫度≤75℃的設計要求。
2)燃燒室溫度始終維持在850~1100℃,保證了有機廢氣中的有機成分充分氧化燃燒。
3)煙囪平均出口溫度120℃,低于150℃的設計要求。
4)經當地環保部門多次抽查,經過RTO裝置處理的焦化廢氣達到GB16171—2012《煉焦化學工業污染物排放標準》的要求,有機廢氣的凈化率達到了99%,CO的凈化率達到了97%。