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RTO 废 气 处 理 技 术 应 用

在印刷包装、人造革、胶黏涂布、地板革、光学膜等行业工业化生产中,通常采用挥发性有机化合物---VOC(Volatile Organic Compounds)作为溶剂来使用,溶剂挥发之后便散发到大气中,造成污染。

一般用作溶剂的主要包括脂肪族化合物、卤代烃和芳香族化合物等。这些有机溶剂如果挥发到大气环境中,不仅会对大气环境造成严重污染,而且对人体健康产生危害。?#28909;?#33519;,如果挥发到大气环境中,不仅会被人体的皮肤所吸收,而?#19968;?#20250;通过呼吸系统进入人体内部,造成慢性或急性中毒,损害人体的中枢神经,而?#19968;?#21487;能诱发肝功能异常、骨骼发育不良、再生障碍性贫血?#29123;?#30149;。对于这类废气的处理,目?#23433;?#29992;的方法种类较多,其中最为彻底的处理方式为热氧化法,其中处理效果最好,节能效果最佳的当属蓄热式热氧化法。

换热式热氧化器,简称为RTO,其工作原理:有机废气首?#26579;?#36807;换热室预热,然后进入氧化室,加热升温至740℃左右,使废气中的VOCs氧化?#32440;?#25104;CO2H2O,并放出热量;氧化后的高热气体再通过另一个换热室与干净的新鲜风进行热?#25442;唬?#26032;鲜风被加热后输送到设备中做为新的热能使用,通过热?#25442;?#38477;温后的尾气不再含有VOCs等有害物质,直接排出到大气中。RTO处理技术适用于高浓度有机废气、涂装废气、印刷废气、恶臭废气等废气的处理,适用于废气成分经常发生变化或废气中含有使催化剂中?#20928;?#27963;性衰退的成分,含有?#28982;?#32032;碳氢化合物及其他具有腐蚀性的有机气体。

由于废气中含有低浓度恶臭性污染有机物,必须经过氧化?#39029;?#20998;氧化?#32440;猓?#21482;有?#32440;?#28201;度达到750℃左右,废气中的有机成分才能完全氧化?#32440;猓?#20026;了提高效率,在热氧化装置中计入换热式热?#25442;?#22120;,在完成VOCs废气预热后再进行氧化反应。在供氧充足条件下,氧化反应的反应程度,即VOCs去除?#25163;?#35201;取决于“三T条件?#20445;?#21453;应温度(Temperature)、时间(Time)、湍流混合情况 (Turbulence)。“三T条件”是相互联系的,在?#27426;?#33539;围内,一个条件的改善可使另外两个条件降低。?#25910;?#36890;过多年的?#23548;纸?#27573;设计的换热式热氧化器的热回收?#23460;?#32463;达到了 95%,且其占用空间比较小,辅助燃料的消耗也比较少。

长时间接触VOCs气体,会对人体多项器官造成伤害。随着其危害越来越被人们所了解,相关行业也越来越关注对于这种有害气体的处理技术。在这种情形下,西安昱杰公司开发了“RTO废气处理工艺?#20445;?#37319;用氧化法彻底消除生产过程中产生的VOCs气体,为使人们更了解这种工艺技术并快速掌握,?#25910;?#20197;太仓xx装饰材料有限公司为例,给读者详细介绍该项技术。

RTO焚烧原理图:


绝大部分VOCs气体?#32440;?#28201;度在700℃左右,为了充分?#32440;?/span>VOCs气体,焚烧炉的温度需要维持在750℃左右。为了保证焚烧炉炉膛的温度,需要使用燃烧机燃烧天然气来维持。?#30001;?#22270;可知,从废气焚烧炉里出来的高温气体,通过废气换热器来加热收集回来的VOCS气体,使其达到420℃左右,并在炉膛里停留0.5-1s左?#19994;?#26102;间,充分?#32440;狻?#35813;高温气体继续往下走,进入空气换热器,加热来自烘箱的二次回风和新鲜风,使其达?#33014;?#31665;所需温度。该气体可继续经过冷水换热器,加热冷水可供工人洗澡。最后,尾气通过引风机排出。

以?#29575;?#35199;安昱杰公司在太仓某客户设计制造的VOCs废气焚烧系统:

通过?#23548;?#26816;测,该套系统VOCs气体?#32440;飴蚀?#21040;98.5%,尾气完全达标。

对于VOCs气体的处理,我们应该避免为单纯处理废气而设计废气处理系统的想法,要尽可能变废为宝,把废气?#32440;?#20135;生的热量和助?#25216;?#29123;烧产生的热量要充分利用起来,为工厂的生产和生活服务,达到环保与收益兼得的双重目标。以上图为例,系统整体情况如下:

焚烧炉设计参数:

项目

单位

数值

废气处理量

Nm3/h

10000

天然气消耗量

Nm3/h

100

燃烧室温度

750

烟气量

Nm3/h

10000

热损失

%

10

停留时间

s

0.5

燃烧室有效容积

m3

7

炉本体外形尺寸

mm

1600×7500

耐火材料总厚度

mm

250

废气换热器参数:

项目

单 位

数 值

进口烟气温度

720

进口烟气量

Nm3/h

10000

出口烟气温度

473

废气进口温度

150

废气出口温度

420

有机废气量

Nm3/h

10000

烟气侧压降

mmH2O

50

废气侧压降

mmH2O

45

换热面积

82

空气换热器参数:

项目

单 位

数 值

进口烟气温度

473

出口烟气温度

200

进口烟气量

Nm3/h

10000

空气进口温度

20

空气出口温度

240

空气量

Nm3/h

7500

烟气侧压降

mmH2O

50

废气侧压降

mmH2O

45

换热面积

110

系统安全性:

为保证系统安全运行,昱杰公司作了全方?#29615;?#25252;,重要地方采取双重保护措施,确保系统安全运行。

1、 系统设有延时吹扫功能。排除炉内残留气体和有毒有害气体。确保避免点火?#24067;?#30340;气爆现象。

2、 燃烧器,均自带火焰检测功能。出现异常现象时能自动报警,并自动截断燃料的供给。

3、 在废液燃烧室装有负压变送传感器,并传输相关信号至中控室,自动实施对排风机转速的调节,确保炉内负压在100~150mbar,从而避免有害气体外逸。

4、 排风机?#25910;希?#31995;统会全?#23458;?#27490;,同时发出声光报警。

5、 本焚烧炉装有安全保护装置,燃烧器启动后点火不正常时,能安全自动切断燃料供应,防止爆燃,同时燃烧器风机继续运行,防止 烧器被炉内高温烧坏。

6、 整套焚烧系统在点火启动前,系统按?#27426;?#30340;程序对整套系统,特别是焚烧炉炉膛进行彻底吹扫,以防止炉膛内部残留的可燃气体在系统点火?#23433;?#29983;爆燃。

7、 自动控制系统安装有停电保护、过载保护、线路?#25910;?#25253;警和误操作等安全保护装置;所有电气设备均可靠接地,保证系统在特殊状态下的安全性(在相对湿度80%,电器回?#32938;?#32536;电阻不小于24MΩ);电气连线外有金属软管保护。

8、 焚烧炉等采用隔热保温等措施使设备的外表温升控制在60℃,避免烫伤。

9、 废气炉设有阻火器,防止气爆产生危险。

该套系统运行成本:

项 目

运行耗量

单价(元)

计 算

费用(元/h

36.75kw/h

0.8

36.75×0.8

29.4

天然气

100Nm3/h

3.8

100×3.8

380.0

合 计:

409.4

?

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