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  守护我们的蓝天,RTO(蓄热式热氧化炉)废气治理的

发布时间:2020-03-15 13:49      点击:


摘要:经过调研RTO(蓄热式热氧化炉)设备处理VOCs(挥发性有机物)的运用实例,比照分析了VOCs处理作用及存在问题,结合RTO处理VOCs原理及相关标准,指出选用RTO方法的利益及需求完善改善之处,为RTO设备的缔造和运营供应教训定见.在必定VOCs浓度区间规划内,跟着VOCs浓度的升高,RTO对VOCs去除率呈上升趋势,RTO对VOCs的必定去除量有保证.RTO设备比较适宜处理VOCs浓度为1000~8000 mg/m3的废气,三室式RTO设备可以统筹到处理功率和经济性要求,现有干流三室式RTO比较适宜的VOCs废气处理量为10000~30000 m3/h.

VOCs排放量已挨近或逾越NOx排放量,年排放量逾越2 000万吨 ,在未来恰当长的时期内,VOCs必定是监管和处理要点。VOCs首要来源于溶剂的发作和运用部分,还有化工和医药出产、燃料油的运送和装卸、废物储存、燃料燃烧和机动车尾气排放等进程 J。许多VOCs具有神经、肾脏和肝脏毒性,甚至有致癌作用,能损害血液成分和心血管系统,诱发免疫系统疾病、内分泌系统及造血系统疾病。一同,VOCs也是参与大气光化学反响进程的重要污染物之一,是构成光化学烟雾和PM2.5的重要前体物之一 。
现在VOCs废气有多种处理方法,首要包括冷凝回收、高沸点溶剂吸收、活性炭吸附、燃烧处置等。根据VOCs废气发作特征及经济性,RTO(蓄热室氧化器)技术具有净化功率高、污染物分解彻底、换热功率高、节能、阻力低、风机装机功率小等利益 ,对处理VOCs有着较广泛的运用远景。
1 RTO技术浅析
RTO(蓄热式热氧化炉)与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉比较,具有热功率高(大于等于90%)、作业本钱低、能处理大风量低浓度(相关于废气排放而言)。RTO设备有两室、三室以及多室设备,两室RTO置VOCs的去除率在95% 一98%,三室RTO设备VOCs去除率可抵达98%以上。
1.1 RTO原理
两室RTO没有吹扫工序,在进行阀门切换时,部分VOCs废气没有经过处理直接排放,然后下降了VOCs的去除功率。多室RTO是在废气量非常大的情况下,为保证废气进气的均匀性,增加了一同进气和出气的蓄热室数量。现在三室RTO是干流有用设备,较好的统筹了功率和出资本钱。
三室RTO作业原理:三室RTO主体结构由燃烧室、三个陶瓷填料床和六个切换阀组成,当有机废气进入陶瓷床1后,陶瓷床1放热,有机废气被加热到必定温度后进人燃烧室燃烧,一同发作的高温气体经过陶瓷填料床2,陶瓷床2吸热蓄热,高温气体被填料床2冷却后,经过切换阀门排放,填料床3进行吹扫,以保证原进人填料床3而未反响的废气进入燃烧室燃烧,而不是直接排放;经过一段时间后,阀门切换,废气从填料床2进入,填料床2放热,填料床3蓄热,填料床1进行吹扫;然后在填料床3进气,填料床1蓄热,填料床2进行吹扫;这样周期性地切换,就可连续处理有机废气。其作业原理示意图见图1。

 
1.2 RTO安全预处理方法
由于RTO设备常选用明火进行作业,简略发作爆炸事端,是运用RTO设备比较关心的问题。废气的安全预处理方法首要包括:(1)浓度控制:为安全起见,防止爆炸或火灾,废气中VOCs的浓度一般应控制在25%LEL(爆炸浓度下限)以下;(2)回火控制:为防止回火,在规划管道标准时应使废气的最低流速一向大于回火速度,并且选取恰当的安全系数;(3)安全方法:可以采用设置文丘里阻火器、回火防止器、安全液封、空气稀释、无回火喷射等安全控制方法;(4)报警连锁:设置爆炸或回火报警仪及安全联锁控制系统。
1.3 RTO设备的优缺点
RTO设备经过多年的作业及改善打开,表现出必定的优缺点。其利益首要有:(1)简直可以处理所有含有机化合物的废气,可以处理风量大、浓度低(相关于直燃燃烧炉)的有机废气;(2)可以习气废气中VOCs的组成和浓度的改动、不坚决;(3)对废气中夹藏少量尘土、固体颗粒不灵敏;(4)在所有热力燃烧净化法中热功率最高(>90%);(5)在适宜的废气浓度条件下无需增加辅佐燃烧而完成自供热操作;(6)净化功率高(三室>98%,两室95% ~98%),维护作业量少,操作安全牢靠;(7)有机沉积物可周期性地铲除,蓄热体可更换;(8)整个设备的压力丢掉较小(RTO设备系统总压力丢掉一般<3 000 pa,随所用蓄热体的结构类型、气体速度而变),设备运用寿数长。
首要缺点有:(1)设备重量大(由于选用陶瓷蓄热体)、容积大;(2)要求尽或许连续操作;(3)出资费用相对较高;(4)关于大风量、低浓度废气而言,作业费用仍然偏高;(5)存在必定的火灾爆炸危险,国产表面质量不过关,国外品牌价格贵。
1.4 RTO作业中出现的问题
根据RTO调研情况,处置含石油醚废气的RTO设备和处置含异丙醚废气的RTO设备发作过屡次爆炸事端,虽然处理浓度明显低于爆炸下限。经分析,石油醚和异丙醚具有闪点低、挥发性强的特征,因此RTO处理VOCs废气,须注重低闪点物质(石油醚、异丙醚、乙醚、环已烷等);主张低闪点VOCs不进入RTO处理设备,单独选用碳纤维吸附方法处理。
根据调研分析,现在RTO设备作业控制参数比较单一。现在首要监控的作业参数为燃烧室温度,进气VOCs浓度在线监测仪器反响的数据不精确,然后不能预先确定助燃燃料的助燃量,这就构成燃烧室温度出现不坚决。在VOCs浓度过高时出现燃烧室温度过高现象,或许会构成蓄热体的损坏,下降RTO设备的运用寿数。现在RTO国产表面质量不过关,大多不可以满意作业处理要求。
选用RT0设备处理VOCs废气单位多为危化品出产或运用企业,运用进程中特别忧虑出现爆炸。由于RTO设备的作业研讨、规划标准和在线监控数据比较欠缺,出于安全考虑,现在RTO设备作业企业对接入VOCs废气的类别及浓度比较保存。
1.5 RTO作业经历参数
根据RTO设备作业情况调研情况及相关材料,三室式RTO设备可以统筹到处理功率和经济性要求;现在,一般规划废气处理风量为10 000~30 000m3/h时,占地面积、规划、材料要求、设备设备、作业控制等方面比较适用,特别小风量和大风量都不适宜选用三室式RTO。
之间,助燃燃料为天然气或柴油或废溶剂。要求进入RTO设备的VOCs废气浓度在1 000—8 000 mg/m3才具有明显的经济可行性;据相关材料分析,VOCs浓度抵达2 000 mg/m3以上时,RTO设备不运用助燃燃料也可正常作业。故为配套RTO设备的正常安稳作业,有必要对收集VOCs的收集系统进行密闭、合理、系统化规划,进而保证归纳进人RTO设备的VOCs废气浓度在适宜的规划内。
RTO设备规划燃烧室温度在850oC以上,实践作业温度在720℃以上,在保证VOCs去除率的前提下,恰当下降燃烧室温度可以减少助燃燃料运用量,下降作业费用。RTO设备热运用功率在90%以上,三室RTO的VOCs去除率可抵达99% 以上。RTO整个系统的压力丢掉一般小于3 000 Pa。
2 RTO运用事例分析
现在VOCs废气首要选用喷淋、活性炭吸附技术进行结尾治理,但跟着RTO技术的打开和国产设备的老练,选用RTO处理VOCs废气越来越遭到喜爱,这首要是RTO具有运用广泛性、分解彻底性、去除功率高、经济可接受性强等优势。
2.1 RTO设备作业数据调研
为了解RTO设备实践作业作用及VOCs去除率,对不同企业的RTO设备竣工环保验收监测数据进行了收集。调研的4家企业RTO设备数据见表1。
 
 
现在RTO设备较多运用化工制药行业,接入RTO设备的VOCs类别较多,RTO设备对多种VOCs废气均有必定去除率。
2.2 RTO设备数据分析
首要,对VOCs归纳废气去除情况进行分析,对调研4家企业的VOCs废气进行加和核算,并按RTO设备进口VOCs浓度从低到高进行排序,分析RTO设备进口浓度改动时VOCs的去除率,数据分析情况如图2所示。
 
从图2中可以看出,跟着RTO设备进口VOCs浓度的升高,VOCs去除率逐渐升高,进口浓度抵达900 ms/m3时,VOCs去除率挨近理论去除率(99%)。这充分说明,跟着VOCs废气浓度的升高,RTO设备对VOCs的必定去除量有保证,从VOCs的必定去除量方面考虑,RTO设备具有很明显的优越性。
根据萧琦、姜泽毅等的研讨 ,燃烧炉出口总VOC浓度随燃烧炉人口总VOC浓度呈线性改动;燃烧炉损坏去除率随燃烧炉人口总VOC浓度升高略有升高,损坏去除率底子保持在95%左右。在必定的燃烧温度下,损坏去除率理论上不受人口总VOC浓度影响;实践运用中损坏去除率随燃烧炉进口总VOC浓度升高而略有升高,或许是由于高浓度下燃烧炉内温度场更均匀所构成的。而燃烧炉出口总VOC浓度随燃烧炉人口总VOC浓度呈线性改动,说明设备出口未经处理的VOC或许首要是由换向阀门处的走漏导致。该研讨RTO设备的VOCs规划为2 000~6 000 mg/m3,阀门走漏量为总流量的2.24% 。实践调研为三室RTO,根据规划计划阀门漏风量在1% 以下,故理论VOCs去除率可挨近99% ;从漏风率方面考虑,调研RTO去除率高于萧琦、姜泽毅等研讨RTO设备的VOCs去除率。

2.3 RTO运用小结
根据RTO实践作业数据及相关材料分析,RTO具有VOCs去除率比较高,自动化程度高,作业操作处理便当等利益,但一同也有必定的束缚束缚条件。从安全性、经济性和VOCs去除作用方面考虑,RTO设备比较适宜处理VOCs浓度为1 000~8 000mg/m3的废气;浓度过低,去除功率下降,且需求较多的助燃燃料,经济性下降;浓度过高,超出RTO规划温度,简略损坏蓄热体,甚至出现火灾事端。
3 结语
(1)根据调研RTO设备对VOCs的去除数据分析,跟着VOCs废气浓度的适度前进,RTO设备对VOCs的必定去除量越有保证,从VOCs的必定去除量方面考虑,RTO设备具有很明显的优越性,可保证VOCs的必定排放量控制在必定的规划内,杜绝稀释排放现象。
(2)跟着RTO设备进口VOCs浓度的适度升高,VOCs的去除率逐渐前进,进口浓度抵达900mg/m3时,VOCs去除率挨近理论去除率(99%)。VOCs浓度过低(如6.7 mg/m3)时,RTO对VOCs的去除率明显下降,这或许与少量助燃燃料未燃烧排放有关。
(3)三室式RTO设备可以统筹到处理功率和经济性要求,若规划VOCs废气处理量在10 000—30 000 m3/h,浓度在1 000—8 000 mg/m3时,一同做到低闪点物质不进人RTO设备,RTO是一种非常牢靠适用的VOCs废气处理方法。
 


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