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直燃式焚燒爐的設(shè)計是依廢氣風(fēng)量,VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定。操作時含VOCs的廢氣用系統(tǒng)風(fēng)機導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)的換熱器,廢氣經(jīng)由換熱器管側(cè)而被加熱后,再通過燃燒器,這時廢氣已被加熱至催化分解溫度(650~1000℃),并且有足夠的留置時間(0.5~2.0秒)。這時會發(fā)生熱反應(yīng),而VOCs被分解為二氧化碳及水氣。之后此一熱且經(jīng)凈化氣體進入換熱器之殼側(cè)將管側(cè)(tubeside)未經(jīng)處理的VOC廢氣加熱,此換熱器會減少能源的消耗(甚至于某適當(dāng)?shù)腣OCs濃度以上時便不需額外的燃料),后,凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。
濃縮轉(zhuǎn)輪/焚燒爐系統(tǒng)吸附大風(fēng)量低濃度揮發(fā)性有機化合物(VOCs)。再把脫附后小風(fēng)量高濃度廢氣導(dǎo)入焚燒爐予以分解凈化。大風(fēng)量低濃度的VOCs廢氣,通過一個由沸石為吸附材料的轉(zhuǎn)輪,VOCs經(jīng)被轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)的沸石所吸附后凈化的氣體經(jīng)煙囪排到大氣,再于脫附區(qū)中用180℃~200℃的小量熱空氣,將VOCs予以脫附。如此一高濃度小風(fēng)量的脫附廢氣在導(dǎo)入焚燒爐中予以分解為二氧化及水氣,凈化的氣體經(jīng)煙囪排到大氣。
RTO(蓄熱式熱氧化爐)
與傳統(tǒng)的催化燃燒、直燃式熱氧化爐相比,具有熱效率高(大于等于90%)、運行成本低、能處理大風(fēng)量低濃度(相對于廢氣排放而言)。RTO 裝置有兩室、三室以及多室裝置,兩室RTO 裝置VOCs 的去除率在95% ~ 98%,三室RTO裝置VOCs 去除率可達到98%以上。
1、RTO 原理
兩室RTO 沒有吹掃工序,在進行閥門切換時,部分VOCs 廢氣沒有經(jīng)過處理直接排放,從而降低了VOCs 的去除效率。多室RTO 是在廢氣量非常大的情況下,為保證廢氣進氣的均勻性,增加了同時進氣和出氣的蓄熱室數(shù)量。目前三室RTO 是主流實用裝置,較好的兼顧了效率和投資成本。
三室RTO 運行原理:三室RTO 主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、三個陶瓷填料床和六個切換閥組成,當(dāng)有機廢氣進入陶瓷床1 后,陶瓷床1 放熱,有機廢氣被加熱到一定溫度后進入燃燒室燃燒,同時產(chǎn)生的高溫氣體通過陶瓷填料床2,陶瓷床2 吸熱蓄熱,高溫氣體被填料床2 冷卻后,經(jīng)過切換閥門排放,填料床3 進行吹掃,以保證原進入填料床3 而未反應(yīng)的廢氣進入燃燒室燃燒,而不是直接排放;經(jīng)過一段時間后,閥門切換,廢氣從填料床2 進入,填料床2 放熱,填料床3 蓄熱,填料床1 進行吹掃;然后在填料床3 進氣,填料床1 蓄熱,填料床2 進行吹掃;這樣周期性地切換,就可連續(xù)處理有機廢氣。
RTO技術(shù)是近年來我國在燃燒法的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的新技術(shù),該應(yīng)用雖然晚于活性炭吸裝置,但由于其操作簡單,運行維護較少,對揮發(fā)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(shù)之一。
VOCs種類繁多,來源也十分廣泛,成分復(fù)雜,常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、干洗、噴涂、化工等生產(chǎn)或使用的行業(yè)都會產(chǎn)生VOsC排放。即使同一物質(zhì),由于風(fēng)量不同、濃度不同,所需技術(shù)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(fā)生氧化反應(yīng),使廢氣中的碳?xì)浠衔镅趸兂蒀O2和H2O,直接排放到大氣。由于RTO裝置包括一組熱回收率高達95%的陶瓷填充床器,所以在處理過程中只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(jié)構(gòu),是將原TO中的空氣預(yù)熱器(板式或管式,熱回收率國產(chǎn)約50%,德國為85%)替換為陶瓷填充床空氣預(yù)熱器,熱回收率達到95%,所以可將95%的熱用來預(yù)熱廢氣,氧化廢氣中的有機物只需要5%的熱量即可。
RTO設(shè)備處理VOCs的常見形式有:二室RTO、三室RTO和旋轉(zhuǎn)RTO,根據(jù)需求可設(shè)計成五室RTO、七室RTO等結(jié)構(gòu)形式。
工作原理:
該系統(tǒng)利用一層陶瓷材料來吸收廢氣中的熱量,并利用捕獲的熱量來預(yù)熱進氣氣流。系統(tǒng)無需任何補充燃料,使用VOCs作為燃料來源,就能持續(xù)地維持燃燒。由于其高熱能回收率,該RTO更適用于濃度較低但流量較高的VOCs廢氣處理。
步驟一:RTO在初始階段需要通過添加、柴油等燃料來達到燃燒溫度。在該階段,焚燒系統(tǒng)通過排氣自動調(diào)整空氣比例,直到燃燒反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。隨后,系統(tǒng)開始以接近99%的超來熱氧化等廢氣。
步驟二:RTO從初始階段(需外部空氣和燃料補充)切換至運行階段,直接處理廢氣。為了化回收熱量,焚燒系統(tǒng)會通過氣動閥的一系列切換來達到進氣和出氣的自動交替與循環(huán)。
系統(tǒng)組成:
該公司RTO含三種不同配置:一室設(shè)計、兩室設(shè)計和三室設(shè)計,每種設(shè)計各有優(yōu)勢?!笆摇敝傅氖谴娣艧峄厥战橘|(zhì)的陶瓷容器。
一室RTO:占地面積較小,初始采購成本低,但后續(xù)維護成本較高。單室式設(shè)計去除效率接近99%,但不能去除異味。
兩室RTO:初始采購成本和維護成本都較低,去除效率約為98%-99%。
三室RTO:更適合焙燒流程,去除率在99%以上,但占地面積較大。