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解析RT0如何将VOCs废气高温(760℃以上)氧化成CO2和H2O
日期:2016/9/14 14:32:53 人气:1282

  VOCs种类繁多,来源也十分广泛,成分复杂,常见的有烃类、醇类、醚类、酯类等。加油站、装修、餐饮、干洗、喷涂、化工等生产或使用有机溶剂的行业都会产生VOsC排放。即使同一物质,由于风量不同、浓度不同,所需技术路线也不一样。当前VOCs处理方法有数十种,VOCs的末端处理技术包含两类,第一类是非破坏性方法,即采用物理方法将VOCs回收;第二类是通过生化反应将VOCs氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法。具体方法上,前者包括冷凝法、吸附法、吸收法和燃烧法。后者有生物法、膜技术、光催化降解和等离子技术。

  近年来在燃烧法的基础上发展出来的新技术;RTO技术在我国的应用虽然晚于活性炭吸附法,但由于其操作简单,运行维护较少,对挥发性有机物的去除效率较高,一般在95%以上,是目前我国有机废气治理的主要技术之一。
   

  VOCs种类繁多,来源也十分广泛,成分复杂,常见的有烃类、醇类、醚类、酯类等。加油站、装修、餐饮、干洗、喷涂、化工等生产或使用有机溶剂的行业都会产生VOsC排放。即使同一物质,由于风量不同、浓度不同,所需技术路线也不一样。

  当前VOCs处理方法有数十种,VOCs的末端处理技术包含两类:第一类是非破坏性方法,即采用物理方法将VOCs回收;第二类是通过生化反应将VOCs氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法。具体方法上,前者包括冷凝法、吸附法、吸收法和燃烧法。后者有生物法、膜技术、光催化降解和等离子技术。

   近年来在燃烧法的基础上发展出来的新技术;RTO技术在我国的应用虽然晚于活性炭吸附法,但由于其操作简单,运行维护较少,对挥发性有机物的去除效率较高,一般在95%以上,是目前我国有机废气治理的主要技术之一。
   蓄热式热氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer简称RT0)是将有机废气加热到760℃以上,在高温下发生氧化反应,使废气中的碳氢化合物氧化变成CO2和 H2O,直接排放到大气。由于RTO装置包括一组热回收率高达95%的陶瓷填充床器,所以在处理过程中只消耗很少的燃料或不消耗燃料,在浓度更高时还可向外输出热量进行二次热回收利用。

   RTO是TO(气体焚烧炉)的改进结构,是将原TO中的空气预热器(板式或管式,热回收率国产约50%,德国最大为85%)替换为陶瓷填充床空气预热器,热回收率达到95%,所以可将95%的热用来预热废气,氧化废气中的有机物只需要5%的热量即可。
RTO设备处理VOCs的常见形式有:二室RTO、三室RTO和旋转RTO,根据需求可设计成五室RTO、七室RTO等结构形式。

1. RTO工艺原理
   RTO的工作原理:有机物(VOCs)在一定温度下与氧气发生反应,生成CO2和H2O,并放出一定热量的氧化反应过程,RTO是把废气加热到700℃以上,使废气中的VOC氧化分解为CO2和H2O,氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体,使之升温“蓄热”,并用来预热后续进入的有机废气,从而节省废气升温燃料消耗的处理技术。

1.1 旋转RTO工作原理


  旋转RTO的蓄热体中设置分格板,将蓄热体床层分为几个独立的扇形区。废气从底部经进气分配器进入预热区,使气体温度预热到一定温度后进入顶部的燃烧室,并完全氧化。

  净化后的高温气体离开氧化室,进入冷却区,将热量传给蓄热体而气体被冷却,并通过气体分配器排出。而冷却区的陶瓷蓄热体吸热,“贮存”大量的热量(用于下个循环加热废气)。

  为防止未反应的废气随蓄热体的旋转进入净化气出口去,当蓄热体旋转到净化器出口区之前,设有一扇形区作为冲洗区。
通过蓄热体的旋转,蓄热体被周期性的冷却和加热,同时废气被预热和净化器冷却。如此不断地交替进行。

1.2二室RTO工作原理
  在开工时先将新鲜空气代替有机废气,借燃烧器将蓄热室加热到一定温度。由于蓄热体具有极高的储热性能,所以从一个冷的RTO加热到一定高的温度,并且还要达到正常温度分布,需要一定的时间。

  正常工作时,其中一个蓄热室已在前一个操作循环中存储了热量,有机废气首先从底部进入该蓄热室,废气通过蓄热体床层被预热到接近燃烧时温度,而蓄热体同时逐渐被冷却。

  预热后的废气进入顶部燃烧室,在燃烧室中有机物被氧化后,即作为高温净化气进入另一个蓄热室;此时,净化气的热量传给蓄热体,蓄热体床层逐渐被加热,而净化气则被冷却后排出。当被冷却的蓄热体冷却到尚可允许的温度水平时,就应切换气流的方向,即完成第一个循环。

  切换流向后,有机废气进入已被加热过的蓄热室,反应后的净化气则将热量传给上一循环被冷却的蓄热室,如上所述,完成第二个循环。


1.3三室RTO工作原理
  三室RTO的蓄热室同时进行操作的原理:当第一台蓄热室处于被冷却而废气被预热的阶段时(冷周期),第二台蓄热室正处于被净化气加热的过程(热周期),而第三台蓄热室则在冲洗(清洗周期)。因此,当一个循环后,废气始终进入到在上一循环时排出净化气的蓄热室,而原来进入废气的蓄热室则用净化气(或空气)冲洗,并将残留的未反应废气送回到反应室进行氧化,然后与净化气一起从冲洗过的蓄热室排出。如表1-1所示:


2.RTO设备基本参数

RTO设备的基本参数如表2-1所示:

3.RTO设备特点

  两室RTO、三室RTO、旋转RTO三种RTO设备的特点对比表如表3-1所示:华世洁设计的RTO设备的特点:

1 产品设计考虑客户的生产工艺,重视前端控制和末端治理的结合;
2 高性能陶瓷材料蓄热体,换热效率高达95%;
3 净化效率高,三室RTO与旋转RTO均可达到99%以上;
4 对余热进行综合利用,产生经济效益;
5 优化设计的陶瓷结构、通风系统,确保最好的处理效果和使用体验;
6 充分考虑系统的安全与防护,为客户提供安全可靠的后抽离设备与技术。

来源:VOCs前沿




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