RTO(蓄热式氧化炉)应用调研分析研究

摘要：经由过程调研RTO(蓄热式热氧化炉)装配处置VOCs(挥发性有机物)的利用实例,对照阐发了VOCs处置效验及存在题目,连系RTO处置VOCs道理及相干规范,指出摘用RTO方式的长处及需要完美改良的地方,为RTO装配的扶植和运营供给指点定见.在必然VOCs浓度区间范畴内,跟着VOCs浓度的升高,RTO对VOCs往除率呈上升趋向,RTO对VOCs的尽对往除量有保证.RTO装配比力合适处置VOCs浓度为1000~8000 mg/m3的废气,三室式RTO装配可以统筹来处置效力和经济性要求,现有主流三室式RTO比力适合的VOCs废气处置量为10000~30000 m3/h.

VOCs排放量已接近或跨越NOx排放量，年排放量跨越2 000万吨 ，在将来相当长的期间内，VOCs必定是监管和处置复点。VOCs首要来历于溶剂的发生和利用部分，还有化工和医药出产、燃料油的运输和装卸、垃圾储存、燃料燃烧和灵活车尾气排放等进程 J。很多VOCs具有神经、肾脏和肝脏毒性，乃至有致癌感化，能侵害血液成份和血汗管系统，引发免疫系统疾病、内排泄系统及造血系统疾病。同时，VOCs也是介入年夜气光化学反映进程的复要污染物之一，是构成光化学烟雾和PM2.5的复要前体物之一 。

今朝VOCs废气有多种处置方式，首要包罗冷凝收受接管、高沸点溶剂吸取、活性炭吸附、燃烧措置等。按照VOCs废气发生特点及经济性，RTO(蓄热室氧化器)手艺具有净化效力高、污染物分化完全、换热效力高、节能、阻力低、风机装机功率小等长处 ，对处置VOCs有着较普遍的利用远景。

1 RTO手艺浅析

RTO(蓄热式热氧化炉)与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉比拟，具有热效力高(年夜于即是90％)、运行本钱低、能处置年夜风量低浓度(相对废气排放而言)。RTO装配有两室、三室和多室装配，两室RTO置VOCs的往除率在95％ 一98％，三室RTO装配VOCs往除率可到达98％以上。

1.1 RTO道理

两室RTO没有吹扫工序，在进行阀门切换时，部门VOCs废气没有颠末处置直接排放，从而下降了VOCs的往除效力。多室RTO是在废气量很是年夜的状况下，为包管废气进气的平均性，增添了同时进气和出气的蓄热室数目。今朝三室RTO是主流适用装配，较好的统筹了效力和投资本钱。

三室RTO运行道理：三室RTO主体布局由燃烧室、三个陶瓷填料床和六个切换阀构成，当有机废气进进陶瓷床1后，陶瓷床1放热，有机废气被加热来必然温度落后人燃烧室燃烧，同时发生的高温气体经由过程陶瓷填料床2，陶瓷床2吸热蓄热，高温气体被填料床2冷却后，颠末切换阀门排放，填料床3进行吹扫，以包管原进人填料床3而未反映的废气进进燃烧室燃烧，而不是直接排放；颠末一段时候后，阀门切换，废气从填料床2进进，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；如许周期性地切换，便可持续处置有机废气。其工作道理示意图见图1。

1.2 RTO平安预处置办法

因为RTO装配常摘用明火进行工作，轻易发生爆炸变乱，是利用RTO装配比力关心的题目。废气的平安预处置办法首要包罗：(1)浓度节制：为平安起见，避免爆炸或火警，废气中VOCs的浓度凡是应节制在25％LEL(爆炸浓度下限)以下；(2)回火节制：为避免回火，在设计管道尺寸时应使废气的最低流速始终年夜于回火速度，并且拔取恰当的平安系数；(3)平安办法：可以摘取设置文丘里阻火器、回火避免器、平安液封、空气稀释、无回火喷射等平安节制办法；(4)报警连锁：设置爆炸或回火报警仪及平安联锁节制系统。

1.3 RTO装配的优错误谬误

RTO装配颠末多年的运行及改良成长，表示出必然的优错误谬误。其长处首要有：(1)几近可以处置所有含有机化合物的废气，可以处置风量年夜、浓度低(相对直燃燃烧炉)的有机废气；(2)可以顺应废气中VOCs的构成和浓度的转变、波动；(3)对废气中夹带少许尘埃、固体颗粒不敏锐；(4)在所有热力燃烧净化法中热效力最高(>90％)；(5)在适合的废气浓度前提下无需添加辅助燃烧而实现自供热操纵；(6)净化效力高(三室>98％，两室95％ ～98％)，保护工作量少，操纵平安靠得住；(7)有机沉积物可周期性地断根，蓄热体可改换；(8)全部装配的压力缺失较小(RTO装配系统总压力缺失普通<3 000 pa，随所用蓄热体的布局类型、气体速度而变)，装配利用寿命长。

首要错误谬误有：(1)装配复量年夜(由于摘用陶瓷蓄热体)、容积年夜；(2)要求尽量持续操纵；(3)投资用度相对较高；(4)对年夜风量、低浓度废气而言，运行用度仍旧偏高；(5)存在必然的火警爆炸风险，国产外表质量不外关，国外品牌价钱贵。

1.4 RTO运行中涌现的题目

按照RTO调研状况，措置含石油醚废气的RTO装配和措置含异丙醚废气的RTO装配产生过量次爆炸变乱，固然处置浓度较着低于爆炸下限。经阐发，石油醚和异丙醚具有闪点低、挥发性强的特点，是以RTO处置VOCs废气，须存眷低闪点物资(石油醚、异丙醚、乙醚、环已烷等)；建议低闪点VOCs不进进RTO处置装配，零丁摘用碳纤维吸附体例处置。

按照调研阐发，今朝RTO装配运行节制参数比力单一。今朝首要监控的运行参数为燃烧室温度，进气VOCs浓度在线监测仪器反馈的数据禁绝确，从而不克不及预先肯定助燃燃料的助燃量，这就造成燃烧室温度涌现波动。在VOCs浓渡过高时涌现燃烧室温渡过高现象，可能会造成蓄热体的粉碎，下降RTO装配的利用寿命。今朝RTO国产外表质量不外关，年夜多不克不及够知足运行治理要求。

摘用RT0装配处置VOCs废气单元多为危化品出产或利用企业，利用进程中出格忧虑涌现爆炸。因为RTO装配的运行研究、设计规范和在线监控数据比力欠缺，出于平安斟酌，今朝RTO装配运行企业对接进VOCs废气的种别及浓度比力守旧。

1.5 RTO运行体会参数

按照RTO装配运行状况调研状况及相干资料，三室式RTO装配可以统筹来处置效力和经济性要求；今朝，普通设计废气处置风量为10 000～30 000m3／h时，占地面积、设计、材料要求、装备安装、运行节制等方面比力合用，出格小风量和年夜风量都不合适摘用三室式RTO。

之间，助燃燃料为自然气或柴油或废溶剂。要求进进RTO装配的VOCs废气浓度在1 000—8 000 mg／m3才具有较着的经济可行性；据相干资料阐发，VOCs浓度到达2 000 mg／m3以上时，RTO装配不利用助燃燃料也可正常运行。故为配套RTO装配的正常稳固运行，必需对搜集VOCs的搜集系统进行密闭、公道、系统化设计，进而包管综合进人RTO装配的VOCs废气浓度在适合的范畴内。

RTO装配设计燃烧室温度在850oC以上，现实运行温度在720℃以上，在包管VOCs往除率的条件下，恰当下降燃烧室温度可以削减助燃燃料利用量，下降运行用度。RTO装配热操纵效力在90％以上，三室RTO的VOCs往除率可到达99％ 以上。RTO全部系统的压力缺失普通小于3 000 Pa。

2 RTO利用案例阐发

今朝VOCs废气首要摘用喷淋、活性炭吸附手艺进行结尾治理，但跟着RTO手艺的成长和国产装备的成熟，摘用RTO处置VOCs废气愈来愈遭到青睐，这首要是RTO具有利用普遍性、分化完全性、往除效力高、经济可接管性强等上风。

2.1 RTO装配运行数据调研

为领会RTO装配现实运行效验及VOCs往除率，对分歧企业的RTO装配完工环保验收监测数据进行了搜集。调研的4家企业RTO装配数据见表1。

今朝RTO装配较多利用化工制药行业，接进RTO装配的VOCs种别较多，RTO装配对多种VOCs废气均有必然往除率。

2.2 RTO装配数据阐发

第一，对VOCs综合废气往除状况进行阐发，对换研4家企业的VOCs废气进行加和统计，并按RTO装配入口VOCs浓度从低来高进行排序，阐发RTO装配入口浓度转变时VOCs的往除率，数据阐发状况似图2所示。

从图2中可以看出，跟着RTO装配入口VOCs浓度的升高，VOCs往除率慢慢升高，入口浓度来达900 ms/m3时，VOCs往除率接近理论往除率(99％)。这充实申明，跟着VOCs废气浓度的升高，RTO装配对VOCs的尽对往除量有包管，从VOCs的尽对往除量方面斟酌，RTO装配具有很较着的优胜性。

按照萧琦、姜泽毅等的研究 ，燃烧炉出口总VOC浓度随燃烧炉生齿总VOC浓度呈线性转变；燃烧炉粉碎往除率随燃烧炉生齿总VOC浓度升高略有升高，粉碎往除率根基连结在95％摆布。在必然的燃烧温度下，粉碎往除率理论上不受生齿总VOC浓度影响；现实利用中粉碎往除率随燃烧炉进口总VOC浓度升高而略有升高，多是因为高浓度下燃烧炉内温度场更平均而至。而燃烧炉出口总VOC浓度随燃烧炉生齿总VOC浓度呈线性转变，申明装配出口未经处置的VOC可能首要是由换向阀门处的泄漏致使。该研究RTO装配的VOCs范畴为2 000～6 000 mg/m3，阀门泄漏量为总流量的2.24％ 。现实调研为三室RTO，按照设计方案阀门漏风量在1％ 以下，故理论VOCs往除率可接近99％ ；从漏风率方面斟酌，调研RTO往除率高于萧琦、姜泽毅等研究RTO装配的VOCs往除率。

2.3 RTO利用小结

按照RTO现实运行数据及相干资料阐发，RTO具有VOCs往除率比力高，主动化水平高，运行操纵治理便利等长处，但同时也有必然的限制束缚前提。从平安性、经济性和VOCs往除效验方面斟酌，RTO装配比力合适处置VOCs浓度为1 000～8 000mg/m3的废气；浓渡过低，往除效力下降，且需要较多的助燃燃料，经济性下降；浓渡过高，超越RTO设计温度，轻易粉碎蓄热体，乃至涌现火警变乱。

3 结语

(1)按照调研RTO装配对VOCs的往除数据阐发，跟着VOCs废气浓度的适度进步，RTO装配对VOCs的尽对往除量越有包管，从VOCs的尽对往除量方面斟酌，RTO装配具有很较着的优胜性，可包管VOCs的尽对排放量节制在必然的范畴内，杜尽稀释排放现象。

(2)跟着RTO装配入口VOCs浓度的适度升高，VOCs的往除率慢慢进步，入口浓度来达900mg/m3时，VOCs往除率接近理论往除率(99％)。VOCs浓渡过低(似6.7 mg/m3)时，RTO对VOCs的往除率较着下降，这可能与少许助燃燃料未燃烧排放有关。

(3)三室式RTO装配可以统筹来处置效力和经济性要求，若设计VOCs废气处置量在10 000—30 000 m3/h，浓度在1 000—8 000 mg/m3时，同时做来低闪点物资不进人RTO装配，RTO是一种很是靠得住合用的VOCs废气处置方式。

原题目:RTO(蓄热式氧化炉)利用调研阐发研究

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