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760-850摄氏度,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。
河北RTO焚烧炉
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760-850摄氏度,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。
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的分解效率为95%,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)。
采用RTO装置处理焦化废气,优化RTO装置的工艺性能对提高有机废气处理效率,实现废气达标排放至关重要,本项目在RTO工艺设计等方面做了升级和改进。
3-1采用焦炉煤气作为辅助燃料
本项目采用焦炉煤气作为辅助燃料,既节约了成本,又提高了焦炉煤气的利用率。从用户记录所得到的辅助燃料使用量表明,RTO装置冷启动时所需焦炉煤气为240m3/h,能够满足RTO装置正常运行时的燃料需求。
3-2RTO前端增加安全水封、捕雾器和阻火器水封的主要作用是防止高温回火,由于其安全性能好,可用在管道收集前端防止回火;焦化废气中含有少量的水分,为使进入RTO内部的焦化废气更加洁净,增加了捕雾器用于气液分离;与此同时,由于废气中含有气体,为了阻止气体在RTO内燃烧时火焰传播到整个管网中,在RTO进气管道前端增加了阻火器。
3-3高温阀水冷系统
在大多数的RTO装置中,高温阀主要靠自然散热。考虑到发生紧急情况时燃烧室的温度过高,本项目采用循环水冷却系统。水冷系统由软水槽、软水循环泵及软水冷却器组成,软水通过浮球液位计自动补充到软水槽中,通过软水循环泵输送至高温阀,再通过软水冷却器被循环水冷却后进入软水槽。
4结语
经工艺优化后的RTO装置运行结果分析表明:
1)通过多次抽样测量,RTO燃烧室表面温度基本维持在50~70℃,满足温度≤75℃的设计要求。
2)燃烧室温度始终维持在850~1100℃,保证了有机废气中的有机成分充分氧化燃烧。
3)烟囱平均出口温度120℃,150℃的设计要求。
4)经当地多次抽查,经过RTO装置处理的焦化废气达到GB16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求,有机废气的净化率达到了99%,CO的净化率达到了97%。
蓄热式RTO的组成
1.蓄热体
蓄热体是RTO系统的热量载体,它直接影响RTO的热利用率,其主要技术指标如下:
(1)蓄热能力:单位体积的蓄热体所能存储的热量越大,蓄热室的体积越小;
(2)换热速度:材料的导热系数可以反映热量传递的快慢,导热系数越大热量传递越迅速;
(3)热震稳定性:蓄热体在高低温之间连续多次地切换,在巨大温差和短时间变化的情况下,极易发生变形以至于碎裂,堵塞气流通道,影响蓄热效果;
(4)抗腐蚀能力:蓄热材料接触的气体介质多为具有强腐蚀性,抗腐蚀能力将影响R