蓄热式热力焚烧炉(RTO)工作原理及主要性能指标

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蓄热式热⼒焚烧炉(RTO)⼯作原理及主要性能指标
1蓄热式热⼒焚烧炉的⼯作原理
蓄热式热⼒焚烧炉(RTO),是⼀种⾼效的有机废⽓处理设备,其⼯作原理是,把有机废⽓加热到760摄⽒度以上,使废⽓中的挥发性有机物(VOCs)氧化分解为⼆氧化碳和⽔。氧化过程产⽣的热量存储在特制的陶瓷蓄热体,使蓄热体升温“蓄热”。陶瓷蓄热体内储存的热量⽤于预热后续进⼊的有机废⽓,该过程为陶瓷蓄热体的“放热”过程,从⽽节省废⽓升温过程的燃料消耗。生命晶石
2 RTO在国内的技术发展历程
2.1 第⼀代RTO
第⼀代RTO是两床式结构,由两个陶瓷蓄热体填料床组成,以最简单的⼀进⼀出过程完成“蓄热”和“放热”过程的切换。RTO设备的分解效率主要由反应温度、停留时间、⽓体流速等因素决定。两床式RTO有2个蓄热室,⼯作时2个蓄热室
⼤约1min-2min切换⼀次状态(进⼝-出⼝),风门在切换过程中⼤约有0.3s-0.6s的时间直接将⾼浓度的废⽓排到排放⼝,且当前进⽓蓄热室底部残留的未分解废⽓也被直接排出。⼤量⼯程应⽤表明:两床式RTO的VOCs的最⼤分解效率为95%,最⼤综合热效率为90%,进出⼝温差⾼达45摄⽒度。在阀切换时,
废⽓管道内的压⼒波动范围为±500pa,当两床式RTO进⽓⼝VOCs浓度⼤于1g/m3时,出⼝浓度会超过北京和上海的地⽅排放标准(50mg/m³)。
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2.2 第⼆代RTO
第⼆代RTO同样是采⽤阀门切换式,由三个或多个陶瓷填充床组成, 在第⼀代RTO的基础上增加了“吹扫”功能,⼤⼤的提⾼了废⽓分解效率。
以三床式RTO为例:
阶段⼀:废⽓通过蓄热床A被预热,然后进⼊燃烧室燃烧,蓄热床C中残留未处理废⽓被净化后的⽓体反吹回燃烧室进⾏焚烧处理(吹扫功能),分解后的废⽓经过蓄热床B排出,同时蓄热床B被加热。
阶段⼆:废⽓通过蓄热床B被预热,然后进⼊燃烧室燃烧,蓄热床A中残留未处理废⽓被净化后的⽓体反吹回燃烧室进⾏焚烧处理,分解后废⽓经过蓄热床C排出,同时蓄热床C被加热。
阶段三:废⽓通过蓄热床C被预热,然后进⼈燃烧室燃烧,蓄热床B中残留未处理废⽓被净化后的⽓体反吹回燃烧室进⾏焚烧处理分解后废⽓经过蓄热床A排出,同时蓄热床A被加热。
如此周期性运⾏,废⽓在燃烧室内氧化分解,燃烧室内温度维持在设定温度(⼀般为800-850摄⽒度)
。当RTO进⽓⼝的废⽓浓度达到⼀定值时,VOCs氧化释放的热量能够维持RTO蓄热和放热的能量储备,则此时RTO不需要使⽤燃料就能够维持燃烧室内的温度。
⼤量⼯程应⽤表明:三床式RTO的VOCs的最⾼分解效率可达99%,最⼤综合热效率可达95%,进出⼝温差在40摄⽒度左右,在阀切换时,废⽓管道内的压⼒波动在±250pa。三床式RTO的VOCs处理浓度不能超过5g/m3,不然会超过北京和上海的地⽅排放标准。另外由于其⽐表⾯积较⼤所以⾃⾝运⾏散热量较⼤,降低了可供回⽤的余热量。
2.3 第三代RTO
第三代RTO采⽤旋转式分流导向,在炉膛内设置多个等份的陶瓷填料床,通过旋转换向阀的转动把有机废⽓导向各个蓄热床进⾏预热和氧化分解。
旋转式RTO主要由燃烧室、陶瓷填料床和旋转阀等组成。炉体分成12个陶瓷填料床,其功能分为5个进⽓室(预热区)、5个出⽓室(冷却区)、1个吹扫室和1个隔离室。废⽓分配阀由电机带动,作连续、匀速转动,在分配阀的作⽤下,废⽓缓慢在12个室之间依次通过。废⽓经进⽓分配器进⼊预热区,使废⽓预热到⼀定温度后进⼊顶部的燃烧室,并
下,废⽓缓慢在12个室之间依次通过。废⽓经进⽓分配器进⼊预热区,使废⽓预热到⼀定温度后进⼊
顶部的燃烧室,并完全氧化分解。净化后的⾼温⽓体离开燃烧室,进⼊冷却区,将热量传给陶瓷蓄热体,⽽⽓体被冷却,并通过⽓体分配器排出。冷却区的陶瓷蓄热体吸热,“储存”⼤量的热量(⽤于下个循环加热废⽓)。
如此不断地交替进⾏,废⽓在燃烧室内氧化分解,当废⽓中VOCs浓度超过⼀定值,氧化分解释放热量⾜以维持燃烧室的反应温度时,则不需要⽤燃料进⾏加热,最⼤限度的保证能量循环利⽤。
引线框架⼤量⼯程应⽤表明:旋转式RTO的VOCs的最⾼分解效率可达99.5%,热效率可达97%,其进出⼝温差20摄⽒度左右,最⼤限度的降低了RTO运⾏中的热损失,保证了热能的⼆次回收利⽤。旋转阀的平稳连续转动,对废⽓管道的压⼒影响仅为±25pa,对于⽣产光学材料的⼚家来说极其重要。由于具有很⾼的分解效率,旋转式RTO的VOCs⼊⼝废⽓浓度可⾼达10g/m3。
2.4 不同类型RTO性能对⽐
金属表面涂料
以30000m3/h为参考,各类RTO的性能情况表
从以上表格可以看出,在保证VOCs达标排放的前提下,旋转式RTO的基本性能都优于三床式RTO。
3结语
交通评估⾃2016年北京《⼤⽓污染物综合排放标准》(DB11/501-2017)的颁布实施后,北京率先实施地标50mg/m3的排放标准,⽬前已有19个省份陆续执⾏50mg/m3标准。世界主要发达国家VOCs废⽓排放标准,美国是180mg/m3,欧盟是150mg/m3,⽇本是300mg/m3,中国国标是120mg/m3;全世界RTO设备制造商2016年起才开始研发⽣产⾼标准要求的RTO,⾼标准RTO最长运⾏时间只有2.5年。国内外⾼排放标准的RTO技术研发基本站在了同⼀起跑线上。
综上,为了满⾜环境治理的达标排放以及控制企业投资成本的⾼要求,提⾼设备运⾏效益,减排降耗,蓄热式热⼒焚烧炉(RTO)也在不断的技术改进。随着国家环保及企业对废⽓处理设备的要求逐渐提⾼,两床式RTO已逐渐被淘汰。三床式RTO较早进⼊我国市场,所以⽬前市场占有⽐例较⼤。由于旋转式RTO的综合性能要⽐三床式RTO更好,所以考虑到环保要求和成本控制,旋转式RTO正在扩⼤市场占有率。

本文发布于:2024-09-22 01:33:59,感谢您对本站的认可!

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