這篇文章簡要介紹了蓄熱式燃燒裝置的基礎概念,發展曆史以及不同類型的RTO。
RTO的基礎概(gài)念
蓄熱式燃燒裝置,簡稱RTO,就是指將工業有機廢氣進行燃(rán)燒淨化(huà)處理,並利用(yòng)蓄熱體對待處理廢(fèi)氣進行換熱升溫、對淨化(huà)後排氣進(jìn)行換熱降溫的裝置。
燃燒裝置對於VOCs的燃燒溫度主要取決與*難氧化物質的自(zì)然點。大部分溫度要求在*難氧化成分自燃點的(de)200-300℃以上,因此(cǐ)燃燒溫(wēn)度通常設計在760℃-850℃。
RTO的發展曆史
熱回收(shōu)方(fāng)式和材料的(de)發展是RTO發展*關鍵的推動力。
作為燃燒裝置,其能耗是*值得關(guān)注的指標之一,因此在RTO發展的曆程中熱回收的效率至關(guān)重要。從*初的直火燃燒裝(zhuāng)置(zhì),換熱式氧化裝置,再到蓄熱氧化(huà)裝置。
換(huàn)熱式氧化器,利用金屬換熱器來實現熱能回收,由於氣體與熱交換器金屬界(jiè)麵件的(de)熱傳導係數較低,
故一般熱(rè)回收率在(zài)65%左右,且換熱(rè)效率和燃燒溫度密切(qiē)相關。
為了追求更高的熱效率,早在19世紀中期,Willian Siemens 就在研究利用蓄熱材料進行熱能回收,在當時采用了格(gé)子磚作為蓄熱體,由於蓄熱室體積非常大、造價(jià)高、換向時間很(hěn)長,預熱氣體的溫度波動也較大,其熱回收效率並(bìng)不高。直到1982年,英國 Hotwork Development 公司和 British Gas 公司合作開發出(chū)利用陶瓷小球作為蓄熱體的新型蓄熱式陶瓷燃燒器。
利用陶瓷小球作為蓄熱材料,是蓄熱燃(rán)燒裝置發(fā)展的關鍵裏程碑。此(cǐ)時的換向時間大大縮短,由分鍾計縮短到由秒計,極大地提高了餘熱回收能力和空氣預熱水平,節能效果明顯(xiǎn)。
20世紀90年代初(chū),日本NKK和日本工業爐公(gōng)司(sī)利用蜂窩陶(táo)瓷體(tǐ)作(zuò)為蓄熱材料,開發出集高效熱回收與低NOx燃燒(shāo)於一體的燃燒裝置。
采用了蜂窩(wō)陶瓷作(zuò)為蓄熱材料,是(shì)在陶瓷小球基礎上改造而(ér)成,與其相比,陶瓷蜂窩蓄熱體(tǐ)具有比表麵積大,蓄放熱速率大,有效流通麵積大,並且阻力損失小等優點。由於將節能與環保結合了起來,使(shǐ)用這種蓄(xù)熱式燃燒器的燃燒技術被稱為(wéi)第二(èr)代(dài)蓄熱式燃燒技術,也稱高溫空氣燃燒(HTAC)技術。
蜂(fēng)窩陶瓷(cí)作為蓄熱體,使傳(chuán)統的蓄熱室發(fā)生了巨大(dà)的(de)變化。從原來的格子磚發展成為陶瓷小球,又發展為蜂窩(wō)陶瓷體,
蓄(xù)熱室(shì)的比表麵積急劇增大,體積明顯減小,換向時間大大縮短,換熱性能得到極大提高,汙染物排放量也遠低(dī)於環保標準。與之相結合(hé)的 HTAC 技術也被譽為 21 世紀的關鍵技(jì)術之一。
在我國,RTO 技術於(yú)2001年後逐(zhú)漸興起(qǐ)。本世紀初,*套國產 RTO 誕生於蘭州瑞瑪天華化(huà)工機械及自動化研究院瑞瑪(mǎ)公司,此後國內廠家在不斷的(de)消化(huà)吸收國外先進技術,在工程實踐過程中不斷的變革和(hé)創新。
RTO的類型
蓄熱燃燒裝置通常由換向設備、蓄熱(rè)室(shì)、燃燒室(shì)和控製係(xì)統等組成。根據其設備結構(gòu)的差異化,
RTO 可分為塔式和旋轉式兩大(dà)類。
01塔式RTO
塔式RTO包括*代兩室RTO和多室RTO。特點(diǎn)是具有2個或多個陶瓷填充蓄熱室,通(tōng)過閥門的切換,蓄(xù)熱體的預熱和熱回收,從而達到預熱的目的。兩塔(tǎ)式(shì) RTO 的缺少清(qīng)洗環節,在循(xún)環結束時(shí),一部分廢氣還殘留在蓄熱體裏,當閥門換(huàn)向後,這些未經處理的廢氣經煙囪直接排出。
因此,兩(liǎng)塔式RTO的VOCs處理效率低於(yú)三塔式。目前也有通過設計緩衝罐來緩存殘留廢氣,經(jīng)過回(huí)流再二次燃燒,達到提高兩塔(tǎ)式RTO的(de)處理效率的目的。
當廢氣的風量過大,一般在60000Nm3/H以上時,為了確保氣流的(de)傳熱效率和均風效(xiào)果,采用塔(tǎ)式RTO需要增(zēng)加塔室。
杜爾向逸(yì)盛石(shí)化交付了七套相同的總包 Oxi.XRE係統(tǒng)及相應數量的Sorpt.XSW濕式洗滌(dí)塔(tǎ)。每套係統包含一台九塔 RTO(蓄熱式熱氧化爐)、一台下遊洗滌塔和(hé)一(yī)根潔淨氣(qì)體煙囪。每(měi)台九塔 RTO的處理能力(lì)約為 330,000 Nm3/h,七套裝置的處(chù)理總(zǒng)量高達 2,310,000Nm3/h,是全(quán)球*大的 RTO 裝置之一。
02旋轉式(shì)RTO
旋轉式(shì)RTO出(chū)現在(zài)20世紀90年代(dài)末,是RTO發展(zhǎn)的第三代技術。通過旋轉閥 (蓄熱筒(tǒng)) 旋轉、分度、廢氣均布等動作,順序地引導廢氣進入或排出燃燒室的特定(dìng)部分。通過在轉子表麵設置的密封裝置,將轉子分成入口和出口兩(liǎng)部分,通過這兩部分分別將處理前的(de)廢氣和淨化(huà)後氣體引入或排出(chū) RTO 燃(rán)燒室。
目前旋轉式RTO的發展過程中在其旋轉閥的運行方式(shì),吹掃的方式、密封方式以及蓄熱室的分區(qū)都有不一樣的設計,因此也衍生出不同的類型的RTO。
蓄熱式燃燒裝置(RTO)作為(wéi)VOCs末端治理工藝中的重要技術,目前已經廣泛應用於塗(tú)裝、包裝印刷、化工等多行(háng)業。在單一燃燒工藝的基(jī)礎上,依據工況,進(jìn)行搭配組合工(gōng)藝,切實有(yǒu)效的(de)實現廢(fèi)氣的有效處理和能源的節約使用。
在RTO發展的曆程中,我們(men)可以看到蓄熱材料的(de)發展是強有力的(de)推(tuī)動RTO技術(shù)成熟(shú)腳步,不同機(jī)械結構的RTO,是對應用(yòng)場景的適應性(xìng)變化,也是為了提(tí)高處理效率,運行的節能性(xìng)和維護的便捷性。