安全型GRTO蓄熱式焚燒爐

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄熱室氧化器），其工作原理是在高溫下（800℃左右）將有機廢氣氧化生成CO2和H2O，從而凈化廢氣，并回收分解。安居樂RTO工藝示意圖：



產(chǎn)品性能特點：

①可實現(xiàn)全自動化控制，操作簡單，運行穩(wěn)定，安全可靠性高。

②VOC的分解效率99%以上；

③采用多項先進(jìn)技術(shù)，使設(shè)備簡化，易于維修，并降低了運行成本。

④廢氣在爐內(nèi)停留時間長,爐內(nèi)無死區(qū)；

⑤不產(chǎn)生NOX等二次污染。

⑥操作費用低，超低燃料費。有機廢氣濃度在500PPM以上時，RTO裝置基本不需添加輔助燃料。

熱氧化法可分為三種: 熱力燃燒式、間壁式和蓄熱式。它們的主要區(qū)別在于熱量回收方式的不同。三種方法都可以和催化法結(jié)合起來以降低反應(yīng)溫度。

a. 熱力燃燒式熱氧化器。熱力燃燒式熱氧化器一般指的是氣體焚燒爐。它由助燃劑、混合區(qū)和燃燒室組成。助燃劑 (天然氣、 石油等) 作為輔助燃料, 燃燒產(chǎn)生的熱在混合區(qū)對 VOC 廢氣進(jìn)行預(yù)熱,燃燒室為預(yù)熱后的廢氣提供足夠大的空間和足夠長的時間以完成最終的氧化反應(yīng)。

在供氧充足的前提條件下, 氧化反應(yīng)的程度(影響最終的VOC 去處率)取決于“三T條件” : 反應(yīng)溫度(Temperature)、駐留時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這 “三T條件”是互相聯(lián)系的, 在一定范圍內(nèi)改善一個條件可使另外兩個條件降低。熱
力燃燒式熱氧化器的一個最大缺點是輔助燃料價格太高, 致使裝置的操作費用很高。

b. 間壁式熱氧化器。間壁式熱氧化是指在熱氧化裝置中加入間壁式熱交換器, 熱交換器把從燃燒室排出的高溫氣體所帶的熱量傳遞給氧化裝置進(jìn)口處的低溫氣體, 預(yù)熱后發(fā)生氧化反應(yīng)。

由于目前的間壁式熱交換器最高可獲得85%的熱回收率,所以極大地降低了輔助燃料的消耗。

間壁式熱交換器通常設(shè)計成管式、殼式或板式。由于通常的熱氧化溫度要保持在 800℃—1000℃, 所以間壁式熱交換器必須由耐熱、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料制成。這就使得間壁式熱交換器的造價很高, 這是間壁式熱氧化器的一個缺點。同時材料的熱應(yīng)力也不易消除, 這是間壁式熱氧化器的另一個缺點。

c. 蓄熱式熱氧化器。蓄熱式熱氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer , 以下簡稱RTO), 是在熱氧化裝置中加入蓄熱式熱交換器, 預(yù)熱 VOC 廢氣,再進(jìn)行氧化反應(yīng)。

隨著蓄熱材料的發(fā)展,目前蓄熱式熱交換器的熱回收率已能達(dá)到95%以上, 而且占用空間越來越小。這樣輔助燃料的消耗很少(甚至不用輔助燃料,且當(dāng) VOC 的濃度達(dá)到一定值以上時, 還可從 RTO 輸出熱量)。同時, 由于目前的蓄熱材料都選用陶瓷填料, 所以可處理腐蝕性或含有顆粒物的 VOC 廢氣。

RTO裝置又可分為閥門切換式和旋轉(zhuǎn)式。

閥門切換式RTO是最常見的一種 RTO。其由兩個或多個陶瓷填充床, 通過閥門的切換, 改變氣流的方向, 從而達(dá)到預(yù)熱VOC 廢氣的目的。圖 1 是典型的兩床式RTO示意圖及工作原理。

兩床式RTO主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、兩個陶瓷填料蓄熱床和兩個切換閥組成。當(dāng) VOC 廢氣由引風(fēng)機送入蓄熱床1后, 該床放熱, VOC 廢氣被加熱, 在燃燒室氧化燃燒,氣體通過蓄熱床2, 該床吸熱, 燃燒后的潔凈氣被冷卻, 通過切換閥后排放。在達(dá)到規(guī)定的切換時間后, 閥切換, VOC 廢氣從蓄熱床 2 進(jìn)入, 蓄熱床 2放熱, VOC廢氣被氧化燃燒, 氣體通過蓄熱床 1, 該床吸熱, 燃燒后的潔凈氣被冷卻, 通過切換閥后排放。如此周期性切換, 就可連續(xù)處理 VOC 廢氣。

近年來, 國外又研制開發(fā)出旋轉(zhuǎn)式RTO。該裝置由一個燃燒室、一個圓柱形分成幾瓣獨立區(qū)域的陶瓷蓄熱床和一個旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器組成。通過旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器的旋轉(zhuǎn), 就可改變陶瓷蓄熱床不同區(qū)域的氣流方向, 從而連續(xù)地預(yù)熱 VOC 廢氣, 在燃燒室氧化燃燒后就可去除 VOC。

相對于閥門切換式RTO,旋轉(zhuǎn)式RTO由于只有一個活動部件(旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器) , 所以運行更可靠, 維護(hù)費用更低, 但缺點是旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器不易密封,泄露量大, 影響VOC的凈化率。

RTO設(shè)備的特點：

1）產(chǎn)品設(shè)計考慮客戶的生產(chǎn)工藝，重視前端控制和末端治理的結(jié)合；

2）凈化效率高，旋轉(zhuǎn)RTO可達(dá)到99%以上；

3）對余熱進(jìn)行綜合利用，產(chǎn)生經(jīng)濟效益；

4）優(yōu)化設(shè)計的結(jié)構(gòu)、通風(fēng)系統(tǒng)，確保最好的處理效果和使用體驗；

5）充分考慮系統(tǒng)的安全與防護(hù)，為客戶提供安全可靠的后抽離設(shè)備與技術(shù)。

RTO廢氣處理設(shè)備應(yīng)用范圍：

含苯系物、酚類、醛類、酮類、醚類、酯類等有機成分的石油、化工、塑料、橡膠、制藥、印刷、農(nóng)藥、制鞋、電力電纜生產(chǎn)行業(yè)等。有機廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間。

GRTO安全性技術(shù)優(yōu)勢：

1.硬件安全性

機械阻火器：防止GRTO氧化室由于粉塵顆粒物著火或者壓力波動涉及管道發(fā)生回火；

LEL監(jiān)測儀：嚴(yán)格控制GRTO入口廢氣濃度不超過25%LEL；

濃度檢測儀：廢氣濃度很高但不超過25%LEL，應(yīng)在前端足夠距離處安裝氣體濃度在線檢測儀，并采用稀釋或增設(shè)旁通等方法，對廢氣進(jìn)行安全處理；

噴淋洗滌塔：有效降低進(jìn)入GRTO的可燃性氣體的濃度和固體顆粒物，延長停留時間；

緊急旁通：避免超過25%LEL的廢氣進(jìn)入到GRTO發(fā)生安全事故；

泄爆門：極速降低爐膛壓力；

熱電偶：多支用于溫度顯示、記錄、連鎖控制；

壓差開關(guān)、壓差表：防止?fàn)t體堵塞；

急停按鈕：實現(xiàn)緊急停。

2.軟件安全性

點火程序控制：新鮮空氣對爐膛內(nèi)的殘留廢氣進(jìn)行吹掃，以避免危險；設(shè)置GRTO燃燒器為長明火裝置。

高溫控制報警：高溫限制器于主控制盤上獨立控制，并需經(jīng)FM 認(rèn)證，高溫控制報警；

應(yīng)急停電系統(tǒng)：一臺應(yīng)急壓縮空氣儲氣罐、UPS和手自動控制的泄爆門

爐膛溫度過高應(yīng)急保護(hù)：雙電偶監(jiān)控溫度，連鎖PLC實現(xiàn)應(yīng)急關(guān)閉；

排煙溫度控制：排煙溫度(蓄熱式下層溫度) 與閥門進(jìn)行連鎖控制

3.運行安全性

安全啟機預(yù)熱：首先點燃燃料串的母火，確認(rèn)無誤后再導(dǎo)入天然氣點燃主火進(jìn)行預(yù)熱爐體；

吹掃：在GRTO啟動時，根據(jù)NFPA規(guī)定先對GRTO進(jìn)行吹掃，至少置換6倍GRTO體積的新鮮空氣；

控溫：當(dāng)GRTO溫度出現(xiàn)異常時（即前端濃度太高），通過PLC程序自動控制關(guān)閉進(jìn)氣閥，全開異常外排和新風(fēng)閥，使GRTO設(shè)備完全通過新鮮風(fēng)降溫；

報警：系統(tǒng)發(fā)生報警，將會在觸控式熒幕上顯示何時何地發(fā)生何種報警，便于及時排查系統(tǒng)故障；

引風(fēng)機故障：引風(fēng)機故障自動采取停爐處理

GRTO凈化效率高

GRTO成功應(yīng)用于天津雅馬哈電子樂器有限公司的廢氣治理項目，目前已經(jīng)通過驗收且安全、穩(wěn)定運行一年有余。廢氣源為噴漆廢氣，風(fēng)量140000m3/h，濃度480mg/m3，對于此類大風(fēng)量、低濃度的項目，安居樂采用濃縮轉(zhuǎn)輪+GRTO的處理工藝，凈化效率達(dá)99%，遠(yuǎn)低相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

GRTO應(yīng)用優(yōu)勢

GRTO可適應(yīng)大風(fēng)量、高、低濃度變化大、高凈化效率的VOCs 處理需求，符合嚴(yán)格的《環(huán)境保護(hù)法》、《大氣污染防治法》、《揮發(fā)性有機物（VOCs）污染防治技術(shù)政策》環(huán)保法律法規(guī)安全要求，同時，GRTO零泄漏提升閥門能滿足將來更嚴(yán)格的環(huán)保排放要求。安全措施規(guī)范、安全控制系統(tǒng)完整，安全設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)，安全系數(shù)高，運行穩(wěn)定，凈化處理效率高，一次性投入成本低，運行維護(hù)成本低，性價比高，無二次污染等優(yōu)點，熱能回收具有符合節(jié)能降耗的要求，可適用于石油化工、煤化工、精細(xì)化工、涂裝噴漆、印刷包裝、以及能源環(huán)保工程等多種行業(yè)，市場前景廣泛，市場潛力大，具有廣闊的推廣前景。