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RTO與RCO催化燃燒設備區別及工作原理

RTO,是指蓄熱式熱氧化技術,英文名為“Regenerative Thermal Oxidizer”。RTO蓄熱式熱氧化回收熱量采用一種新的非穩態熱傳遞方式,原理是把有機廢氣加熱到760℃以上使廢氣中的VOC氧化分解成CO2和H2O。氧化產生的高溫氣體流經特制的蓄熱體,使蓄熱體升溫而“蓄熱”,此蓄熱用于預熱后續進入的有機廢氣,從而節省廢氣升溫的燃料消耗。

如果RTO焚燒爐運行管理不善,車間廢氣處理控制不好,往往造成運行能耗大、成本高,企業往往因過高的成本而停止運行,僅僅當作形象工程。


以下,主要討論燃料問題

RTO焚燒爐的運行能耗主要是電和燃料。一旦設備定型了,電耗基本恒定,風機可采用變頻控制省電,這里不做討論,主要討論燃料問題。因廢氣量不穩定、濃度不穩定,加上車間廢氣控制不好,所以在啟動及運行過程中,需要經常補充燃料(常用柴油、天然氣)以維持燃燒室溫度。

燃料消耗多少,關鍵取決于蓄熱陶瓷的蓄熱能力,通常以能夠維持正常運行而不需補充燃料所需的*低VOC濃度來衡量能耗高低。此數值越低,則能耗越低。性能超好的RTO焚燒爐此數值可達450×10-6mg/L。另外,能量損耗主要是尾氣帶走的熱量和表面散熱損失,尾氣帶走熱量與廢氣量和進出口溫差相關,尾氣溫度越低、進出口溫差越大,則能耗越低。表面散熱損失體現在箱體表面溫度與環境的溫度差,保溫效果好則溫差小,散熱損失小。當然,能耗還有可能跟局部地方保溫薄弱及高溫氣體泄漏有關。

在VOCs處理企業選擇RTO焚燒爐時,設計廠家的風量及有機物濃度參考值需要綜合考慮,風量選擇過大,VOCs濃度偏小,運行能耗高。風量選擇過小,VOCs濃度偏大,容易在爐膛發生回火、閃爆等安全事故,且高濃度有機廢氣在輸送過程中也容易因靜電等發生爆炸事故。因此,設計時應適當放大風量,降低安全風險。還可以采用變頻控制等手段,根據生產情況調節風機風量,以降低能耗。

在運行過程中,應優化控制手段,在廢氣進爐膛前,盡可能除掉入口噴淋塔帶來的水分,減少水分汽化所需熱量;同時,還應優化進出風時間、保持燃燒室溫度、加強閥門密封度等,還可在進氣風管采用計量泵與蒸發器組合的方式,人為控制一些不可套用的廢溶劑的蒸發,在廢氣VOC較低時提高VOC濃度,以達到不使用燃料就能維持正常燃燒的目的,從而減少燃料消耗。一般來說,維持正常運行對VOC濃度的要求遠低于其爆炸下限,還可根據爐膛溫度隨時調整或關閉廢溶劑的蒸發,所以其安全風險是可控的。

催化燃燒法,簡稱RCO,是在催化劑的作用下,將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O,是凈化碳氫化合物等有機廢氣、消除惡臭的有效手段之一。在有機廢氣特別是回收價值不大的有機廢氣凈化方面,比如化工、噴漆、絕緣材料、漆包線、涂料生產等行業應用較廣。

與熱力燃燒法相比,催化燃燒所需的輔助燃料少,能量消耗低,設備設施的體積小。RCO具有RTO(蓄熱式熱力焚化爐)高效回收能量的特點和催化反應的低溫工作的優點,將催化劑置于蓄熱材料的頂部,來使凈化達到*優,其熱回收率高達95%。

工作原理:

在工業生產過程中,排放的有機尾氣通過引風機進入設備的旋轉閥,通過旋轉閥將進口氣體和出口氣體完全分開。氣體首先通過陶瓷材料填充層(底層)預熱后發生熱量的儲備和熱交換,其溫度幾乎達到催化層(中層)進行催化氧化所設定的溫度,這時其中部分污染物氧化分解;廢氣繼續通過加熱區(上層,可采用電加熱方式或天然氣加熱方式)升溫,并維持在設定溫度;其再進入催化層完成催化氧化反應,即反應生成CO2和H2O,并釋放大量的熱量,以達到預期的處理效果。經催化氧化后的氣體進入其它的陶瓷填充層,回收熱能后通過旋轉閥排放到大氣中,凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統連續運轉、自動切換。通過旋轉閥工作,所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環步驟,熱量得以回收。

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