rto蓄熱式焚燒爐


1、蓄熱式熱力焚燒爐的工作原理
蓄熱式熱力焚燒爐(RTO),是一種高效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,使廢氣中的揮發性有機物(VOCs)氧化分解為二氧化碳和水。
氧化過程產生的熱量存儲在特制的陶瓷蓄熱體,使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內儲存的熱量用于預熱后續進入的有機廢氣,該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程,從而節省廢氣升溫過程的燃料消耗。
2、 RTO在國內的技術發展歷程
2.1 代RTO
代RTO是兩床式結構,由兩個陶瓷蓄熱體填料床組成,以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(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)。
2.2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,廢氣在燃燒室內氧化分解,燃燒室內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。
2.3 第三代RTO
第三代RTO采用旋轉式分流導向,在爐膛內設置多個等份的陶瓷填料床,通過旋轉換向閥的轉動把有機廢氣導向各個蓄熱床進行預熱和氧化分解。
旋轉式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉閥等組成。爐體分成12個陶瓷填料床,其功能分為5個進氣室(預熱區)、5個出氣室(冷卻區)、1個吹掃室和1個隔離室。廢氣分配閥由電機帶動,作連續、勻速轉動,在分配閥的作用下,廢氣緩慢在12個室之間依次通過。
廢氣經進氣分配器進入預熱區,使廢氣預熱到一定溫度后進入頂部的燃燒室,并*氧化分解。凈化后的高溫氣體離開燃燒室,進入冷卻區,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。冷卻區的陶瓷蓄熱體吸熱,“儲存”大量的熱量(用于下個循環加熱廢氣)。
如此不斷地交替進行,廢氣在燃燒室內氧化分解,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,限度的保證能量循環利用。
大量工程應用表明:旋轉式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,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。
旋轉閥的平穩連續轉動,對廢氣管道的壓力影響僅為±25pa,對于生產光學材料的廠家來說極其重要。由于具有很高的分解效率,旋轉式RTO的VOCs入口廢氣濃度可高達10g/m3。
2.4 不同類型RTO性能對比
以30000m3/h為參考,各類RTO的性能情況表
不同形式RTO性能對比詳表(30000m3/h)
性能
指標 型式
2室RTO
3室RTO
旋轉式RTO
備注
*性
技術迭代
代
第二代
第三代
蓄熱式數量
2
3
12
可靠性
閥門數量
4
9
1
閥門年切換次數
35萬次
52萬次
/
旋轉閥連續運轉無切換
管道壓力波動
±500pa
±250pa
±25pa
達標性
總凈化效率
95%
99%
99.5%
切換峰值凈化率
80%
95%
99.5%
濃度處理范圍
‹1g/m3
‹5g/m3
‹10g/m3
50mg/m3排放標準
節能性
表面積
95m2
145m2
86m2
進出口溫差
45℃
40℃
20℃
吹掃風量
/
5000
3000
2室RTO無吹掃
熱效率
90%
95%
97%
開機升溫時間
2h
3h
1.5h
冷爐啟動
自運行濃度
2.3g/m3
2.5g/m3
1.8g/m3
以乙酸乙酯為例
經濟型
保溫面積
19m2
29m2
14m2
蓄熱陶瓷體填充量
28m3
42m3
15m3
重量
68t
102t
57t
實用性
占地
L12*W9
L16*W9
L12*W7
米
從以上表格可以看出,在保證VOCs達標排放的前提下,旋轉式RTO的基本性能都優于三床式RTO。
3、結語
自2016年北京《大氣污染物綜合排放標準》(DB11/501-2017)的頒布實施后,北京實施地標50mg/m3的排放標準,目前已有19個省份陸續執行50mg/m3標準。
世界主要發達國家VOCs廢氣排放標準,美國是180mg/m3,歐盟是150mg/m3,日本是300mg/m3,中國國標是120mg/m3;RTO設備制造商2016年起才開始研發生產高標準要求的RTO,高標準RTO最長運行時間只有2.5年。國內外高排放標準的RTO技術研發基本站在了同一起跑線上。
蓄熱rto焚燒爐價格
這篇文章把RTO蓄熱式焚燒爐都說透了
RTO蓄熱式焚燒爐
蓄熱式催化劑焚燒爐(RCO)
排放自工藝含VOCs的廢氣進入雙槽RCO,三向切換風閥(POPPET VALVE)將此廢氣導入RCO的蓄熱槽(Energy Recovery Chamber)而預熱此廢氣,含污染的廢氣被蓄熱陶塊漸漸地加熱后進入催化床(Catalyst Bed), VOCs在經催化劑分解被氧化而放出熱能于第二蓄熱槽中之陶塊,用以減少輔助燃料的消耗. 陶塊被加熱,燃燒氧化后的干凈氣體逐漸降低溫度, 因此出口溫度略高于RCO入口溫度. 三向切換風閥切換改變RCO出口/入口溫度. 如果VOCs濃度夠高,所放出的熱能足夠時, RCO即不需燃料. 例如RCO熱回收效率為95%時,RCO出口僅較入口溫度高25℃而已。
催化劑焚燒爐( Catalytic Oxidizer )
催化劑焚燒爐的設計是依廢氣風量,VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定.操作時含VOCs的廢氣用系統風機導入系統內的換熱器,廢氣經由換熱器管側(Tube side)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,再通過催化劑床,催化分解會釋放熱能,而VOCs被分解為二氧化碳及水氣.之后此一熱且經凈化氣體進入換熱器之殼側(shell side)將管側(tube side)未經處理的VOC廢氣加熱,此換熱器會減少能源的消耗,最后,凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。
直燃式焚燒爐( Thermal Oxidizer )
直燃式焚燒爐的設計是依廢氣風量,VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定.操作時含VOCs的廢氣用系統風機導入系統內的換熱器,廢氣經由換熱器管側(Tube side)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).這時會發生熱反應,而VOCs被分解為二氧化碳及水氣.之后此一熱且經凈化氣體進入換熱器之殼側(shell side)將管側(tube side)未經處理的VOC廢氣加熱,此換熱器會減少能源的消耗(甚至于某ㄧ適當的VOCs濃度以上時便不需額外的燃料),最后,凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。
直接燃燒焚燒爐( Direct Fired Thermal Oxidizer-DFTO )
有時直接燃燒焚燒爐源于后燃燒器(After-Burner), 直接燃燒焚燒爐使用經特別設計的燃燒器以加熱高濃度的廢氣到ㄧ預先設的溫度,于運轉時廢氣被導入燃燒室(Burner Chamber). 燃燒器將VOCs及有毒空氣污染物分解為無毒的物質(二氧化碳及水)并放出熱,凈化后的氣體可再由一熱回收系統以達節能的需求. 直接燃燒焚燒爐可達99%碳氫化合物破壞去除率,為達此去除率,高溫的廢氣區在爐內保持一定的滯留時間.在入口處也須讓廢氣有足夠的擾流和氧產生充分的混合,充分的擾流不只提高去除破壞率,更是為安全考慮. 的設計將爆炸風險降至以及最小的能源消耗。
濃縮轉輪/焚燒爐( Rotor Concentrator / Oxidizer )
濃縮轉輪/焚燒爐系統吸附大風量低濃度揮發性有機化合物(VOCs). 再把脫附后小風量高濃度廢氣導入焚燒爐予以分解凈化。大風量低濃度的VOCs廢氣,通過一個由沸石為吸附材料的轉輪, VOCs經被轉輪吸附區的沸石所吸附后凈化的氣體經煙囪排到大氣,再于另ㄧ脫附區中用180℃~200℃的小量熱空氣. 將VOCs予以脫附.如此一高濃度小風量的脫附廢氣在導入焚燒爐中予以分解為二氧化碳及水氣,凈化的氣體經煙囪排到大氣. 這一濃縮的工藝大大地降低燃料費用。
氯化有機物催化劑焚燒爐( Chlorinated Catalytic Oxidizer )
系統依風量,污染物種類及所需去除效率而設計. 在運行操作時含VOCs的廢氣經氯化有機物催化劑焚燒爐風機抽到系統換熱器中.廢氣通過換熱器的管側,再到燃燒機,此處將廢氣加熱到催化劑反應溫度.含VOCs廢氣通過特制的抗鹵化物毒化的催化劑,轉化成二氧化碳,水氣并放出熱. 這熱凈化的氣體通過換熱器的殼側,將熱能加熱浸入系統的廢氣,如此可以將燃料費用降到最小,在許多時候,如VOCs濃度夠高,可以不需額外燃料系統即可自行運轉,最后如有需要, 可裝設洗滌塔以去除無機酸(如HCL, CL2,HBr, Br2等) 。