RTO工作原理
蓄热式热力氧化器(RTO)作为内部填充蓄热材料的换热器,冷热气体周期替通过蓄热体进行换热。高温气体通过蓄热体时使其温度升高,将热量暂时贮存起来,然后低温气体通过同一蓄热体,将贮存的热量带走。随着蓄热材料的发展,目前RTO的热回收率已达到95%以上,同时占用空间越来越小。RTO辅助燃烧的燃料消耗很少,当有机废气达到一定浓度时,还可以从RTO中输出热量,所以RTO在有机废气处理中得到普遍应用。的陶瓷蓄热体为MLM-180,该陶瓷蓄热体具有传统蜂窝陶瓷比表面积大、热容高、传热快、压降低、抗污堵的优点,在欧美等发达***的化工和环保行业得到广泛应用。由于RTO的蓄热材料选用陶瓷填料,因此可用来处理腐蚀性或含有颗粒物的有机废气,有机废气与O2发生氧化反应,生成CO2和H2O。这种氧化反应类似于化学上的燃烧过程,但由于有机废气的浓度很低,反应中不产生可见的火焰。通过RTO装置使有机废气与O2发生氧化反应可实现焦化废气的达标排放。
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,的保证能量循环利用。
大量工程应用表明:旋转式RTO的VOCs的分解效率可达99.5%,热效率可达97%,其进出口温差20摄氏度左右,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。
1.热分解过程简介
热分解过程一般分为四种类型:直接燃烧、再生燃烧、催化燃烧和再生催化燃烧。它只是两种不同燃烧模式和热交换模式的组合。主要用于处理吸附的浓缩气体,也可用于直接处理废气浓度gt; 3.5g/m3的中高浓度废气。
1)TO是将高浓度废气送入燃烧室直接燃烧(燃烧室中通常有明火)。废气中的有机物在750℃以上燃烧产生二氧化碳和水。高温燃烧气体通过热交换器与进入的废气进行间接热交换后排出。换热效率一般≤60%,运行成本高,仅适用于少数能有效利用排放余热或有副产气体的企业。
2)RTO的燃烧方法与TO相同,只是热交换器改为蓄热陶瓷。高温燃烧气体与新鲜废气交替与进入蓄热陶瓷直接换热。热利用率可提高到90%以上。它概念***,运行成本相对较低。这是目前***推广的主要废气处理工艺。
3)使用催化剂降低废气中有机物和氧气的反应活化能,使有机物在250-350℃的较低温度下充分氧化生成二氧化碳和H2O。高温氧化气体通过换热器与新鲜废气间接换热后排放,热利用率一般小于等于75%,常用于处理吸附剂再生解吸的高浓度废气。
4)RCO燃烧方式与相同,热交换方式与RTO相同。由于***与RTO相当,可处理的废气类型受催化剂的影响比RTO小,很少有企业采用RCO工艺。在热分解过程中,有许多应用RTO和CO的例子。如果用于处理吸附和解吸的浓缩气体,两者差别不大,但如果用于直接处理中、高浓度废气,差别很大,需要企业认真对待。
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