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RTO废气焚烧炉

编辑:天华化工机械时间:2018-12-26

RTO废气焚烧炉

当前覆铜板,绝缘材料生产是采用湿法生产,先将环氧树脂和固化剂溶解在有机溶剂中,将基材在上胶机浸胶烘干得到半固化片,再将半固化片叠合热压,就得到产品。

但胶水中含有35-40%的有机溶剂,在上胶机浸胶烘干过程全部挥发到空气中。早期,对这些由有机溶剂挥发出来的气体(行业中称其为有机废气)没有做任何处理,散布在周围空气中,对环境造成严重污染。随着人们环保意识加强,人们研究了废气焚烧炉,将这些有机废气进行焚烧处理。由于有机溶剂基本上都是碳氢结构,如现在用户生产中用到的溶剂为丙酮与缩甲醛,都是碳氢结构,这些溶剂或他们在生产过程变成气体挥发出来的有机废气,其分子结构并没有改变。它们在760℃以上温度下(如800-850℃),将彻底被氧化分解为对环境没有危害的水和二氧化碳,再行排放,解决了有机废气污染环境问题。由于有机废气在燃烧过程产生的热量,经过热交换器进行热回收给上胶机使用,所以废气焚烧炉是非常经济的环保设备。

再生热氧化分解器(Regenerative Thermal Oxidizer,简称RTO),又称蓄热式焚烧炉。该技术是将有机废气加热,达到高温条件后直接氧化分解成CO2和H2O从而处理废气污染物,并回收分解时产生的热量,是一种处理中高浓度有机废气的节能型环保装置。

工作原理

常见RTO分二室型、三室型以及配套更多燃烧室的类型,其工作原理类似。

2.1

二室RTO工作原理

有机废气通过引风机输入蓄热室1进行升温,吸收蓄热体中存储的热量,随后进入焚烧室进一步燃烧,升温至设定的温度,在这个过程中有机成分被彻底分解为CO2和H2O。由于废气在蓄热室1内吸收了上一循环回收的热量,从而减少了燃料消耗。  

处理过后的高温废气进入蓄热室2进行热交换,热量被蓄热体吸收,随后排放。而蓄热室2存储的热量将可用于下个循环对新输入的废气进行加热。  

该过程完成之后系统自动切换进气和出气阀门改变废气流向,使有机废气经由蓄热室2进入,焚烧处理后由蓄热室1热交换后排放,如此交替切换持续运行。 

2.2

三室RTO工作原理

有机废气通过引风机进入蓄热室1吸热,升温后进入焚烧室中进一步加热,使有机废气持续升温直至有机成分彻底分解成CO2和H2O。由于废气在升温过程中利用了蓄热体回收的热量,所以燃料消耗较少。

废气经处理后离开燃烧室,进入蓄热室2释放热量后排放,而蓄热室2的蓄热体吸热后用于下个循环加热新输入的低温废气。  

与此同时,引入部分净化后的气体对蓄热室3进行吹扫以备进行下一轮热交换。  

该过程全部完成后切换进气和出气阀门,气体由蓄热室2进入,蓄热室3排出,蓄热室1进行吹扫;再接下来的循环则切换为由蓄热室3进入,蓄热室1排出,蓄热室2进行吹扫,如此交替切换持续运行。  

此外,为了提高热能利用率还可在RTO焚烧炉后设置换热器加强余热利用。

关键部件

RTO焚烧炉的稳定运行是建立在各个部件都能正常运转的基础上的,常见RTO焚烧炉的关键部件有如下几个:

3.1

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RTO的使用寿命。

3.2

切换阀

切换阀是RTO焚烧炉进行循环热交换的关键部件,必须在规定的时间准确地进行切换,rto焚烧炉其稳定性和可靠性至关重要。因为废气中含有大量粉尘颗粒,切换阀的频繁动作会造成磨损,积攒到一定程度会出现阀门密封不严、动作速度慢等问题,会极大地影响使用性能。

3.3

烧嘴

烧嘴的主要目的是不让气体与燃料混合地过快,这样会形成局部高温;但也不能混合过慢导致燃料出现二次燃烧甚至燃烧不充分。为了确保燃料在低氧环境下燃烧,需要考虑到燃料与气体间的扩散、与炉内废气的混合以及射流的角度及深度,这些参数应在设计之初根据实际的工艺需求准确计算,否则会直接影响RTO的焚烧效果。

存在问题

4.1

材料方面

蓄热体在长时间运行后经常会破损碎裂,抗热震稳定性能较差是最大的问题所在。蓄热材料需要放置在温度变化大且存在腐蚀性气体的环境中,长时间受巨大温差引起的应力影响,蓄热材料的抗热震稳定性能必须要好;又考虑到设备制造成本,需要选用高密度材料以减少蓄热室体积。但一般情况下密度越高,抗热震稳定性都较差。

4.2

偏流方面

在蓄热室内的热交换过程中,如果废气在蓄热室内出现偏流,经过多次循环后易导致蓄热体温度不均匀产生热应力,超出蓄热体极限时,就会引起变形。

4.3

二次燃烧方面

RTO燃烧系统的气体喷口和燃料喷口一般情况下是独立的,有利于形成低氧环境,进而形成均匀的温度场,提高加热效果。在设计时需要准确选取气体和燃料两股射流的参数,参数选取不合适易造成燃烧不充分,混合气体在进入蓄热室后,和燃料会重新接触产生二次燃烧,释放出的局部高温很容易熔化蓄热体。

  RTO为蓄热式有机废气焚烧处理设备(Regenerative Thermal Oxidizer)的简称。该技术从德国引进,在国内项目使用中不断优化和完善。

        在RTO设备中,废气中的有机污染物在高温条件下(如760°C)与氧气反应分解成无害的CO2和H2O后排放到大气。RTO系统的主要组成部分为燃烧室、蓄热式陶瓷填料床、进出气系统、燃烧系统、进气控制系统和控制柜。该装置中的蓄热式陶瓷填料床换热效率可使得热能得到最大程度的回收利用,热回收效率达到95%以上。处理VOCs废气不用或者使用很少的燃料,处理低浓度的废气,可选装分子筛浓缩转轮,以降低燃烧消耗。

       RTO装置优点:

       1.运行费用低,超低燃料费用。有机废气浓度在2000 mg/Nm3以上时,基本不消耗能源,RTO设备可自热运行。

       2.高效净化率和热效率,净化率达到99%以上,热效率可达95%以上。 

       3.随着废气浓度变化,燃烧室温度及时反馈,自动调节供燃气(油)量,高效节能。


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