發(fā)布時間：2021/12/2 11:47:20

1、揮發(fā)性有機物概述

揮發(fā)性有機物（Volatile Organic Compounds, VOCs）是石油化工過程以及各種使用有機溶劑的行業(yè)如噴漆、印刷、脫脂、膠粘劑、制藥、塑料、橡膠加工等行業(yè)排放的常見的污染物，可能含有苯、醇、酮、醛、酚、醚、烷和NOx、SO2、水蒸氣、HCl、Cl2等無機污染物，該類化合物多數(shù)具有刺激性氣味和毒性，部分已被列為致癌物，如氯乙烯、苯、多環(huán)芳烴等，其中苯對人體骨骼的造血功能造成破壞，甲苯和二甲苯對中樞神經(jīng)具有很強的麻醉作用；有的VOCs在太陽光的照射下與NOx發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)形成光化學(xué)煙霧對人類健康造成危害；部分VOCs對臭氧層具有破壞作用，如氡氟烴（CFCs）和含氫氯氟烴（HCFCs）；并且多數(shù)VOCs易燃易爆，對企業(yè)的安全造成威脅。

2、RTO蓄熱式焚燒技術(shù)

用來控制VOCs氣體排放的熱處理方法隨著時間的推移不斷發(fā)展，初是采用直接燃燒法，之后發(fā)展成熱氧化和封閉式燃燒，然后發(fā)展成換熱式熱氧化器，在20世紀(jì)70年代才發(fā)展成熱效率較高的RTO（Regenerative Thermal Oxidizer）系統(tǒng)，但當(dāng)時的RTO設(shè)備簡單，處理量小，有機物的破壞和去除效率也不是很高，近些年來隨著技術(shù)的不斷改進，RTO設(shè)備的性能越來越完善。

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer），再生熱氧化分解器，又稱蓄熱式焚燒器。該技術(shù)是將有機廢氣加熱達到高溫（750℃以上）條件后直接氧化分解成CO2和H2O從而無害處理廢氣污染物，并回收分解時產(chǎn)生的熱量，是一種處理高濃度有機廢氣的高效節(jié)能型環(huán)保裝置。

RTO蓄熱燃燒工藝可分為固定式和旋轉(zhuǎn)式燃燒等，固定式蓄熱燃燒工藝有二室、三室、五室等，理論上蓄熱數(shù)量越多凈化效率越高，兩室RTO蓄熱式焚燒裝置VOCs的去除率為95~98%，三室RTO蓄熱式焚燒裝置VOCs去除率可達98%以上，但設(shè)備投資或占地隨之提高。旋轉(zhuǎn)式RTO裝置有旋轉(zhuǎn)氣缸型、盤型和旋轉(zhuǎn)閥門型，其中旋轉(zhuǎn)式RTO結(jié)構(gòu)除驅(qū)動區(qū)、分配區(qū)外，其余與固定式相同，一般情況下，燃燒工藝考慮三室固定式蓄熱燃燒工藝的較多，占地有限條件時可以考慮旋轉(zhuǎn)閥門型燃燒工藝。

圖注：RTO蓄熱式焚燒裝置

3、二室RTO焚燒裝置工藝

圖注：二室RTO焚燒系統(tǒng)

有機廢氣通過引風(fēng)機輸入蓄熱室 1 進行升溫，吸收蓄熱體中存儲的熱量， 隨后進入焚燒室進一步燃燒，升溫至設(shè)定的溫度，在這個過程中有機成分被徹底分解為CO2和H2O。由于廢氣在蓄熱室1內(nèi)吸收了上一循環(huán)回收的熱量，從而減少了燃料消耗。

處理過后的高溫廢氣進入蓄熱室2進行熱交換，熱量被蓄熱體吸收， 隨后排放。而蓄熱室2存儲的熱量將可用于下個循環(huán)對新輸入的廢氣進行加熱。

該過程完成之后系統(tǒng)自動切換進氣和出氣閥門改變廢氣流向，使有機廢氣經(jīng)由蓄熱室2進入，焚燒處理后由蓄熱室1熱交換后排放，如此交替切換持續(xù)運行。

4、三室RTO焚燒裝置工藝

圖注：三室RTO焚燒裝置

有機廢氣通過引風(fēng)機進入蓄熱室1吸熱，升溫后進入焚燒室中進一步加熱， 使有機廢氣持續(xù)升溫直至有機成分徹底分解成CO2和H2O。由于廢氣在升溫過程中利用了蓄熱體回收的熱量，所以燃料消耗較少。

廢氣經(jīng)處理后離開燃燒室，進入蓄熱室2釋放熱量后排放，而蓄熱室2的蓄熱體吸熱后用于下個循環(huán)加熱新輸入的低溫廢氣。與此同時，引入部分凈化后的氣體對蓄熱室3進行吹掃以備進行下一輪熱交換。

該過程全部完成后切換進氣和出氣閥門，氣體由蓄熱室2進入，蓄熱室3排出，蓄熱室1進行吹掃；再接下來的循環(huán)則切換為由蓄熱室 3進入，蓄熱室1排出，蓄熱室2進行吹掃，如此交替切換持續(xù)運行。

5、旋轉(zhuǎn)式焚燒裝置工藝

 圖注：旋轉(zhuǎn)式焚燒系統(tǒng)

 圖注：氣流方向示意圖

主體形狀是一個圓形的筒體，這個筒體結(jié)構(gòu)包括了燃燒室、蓄熱室、旋轉(zhuǎn)閥等。爐體分成12個室，5個進氣室（預(yù)熱區(qū)）、5個出氣室（冷卻區(qū)）、1個吹掃室和1個隔離室，旋轉(zhuǎn)閥由電機帶著連續(xù)、勻速轉(zhuǎn)動，在分配閥的作用下，廢氣緩慢在12個室之間連續(xù)切換。當(dāng)有機廢氣VOCs從底端的進氣口進入到加熱區(qū)，氣體溫度加熱到一定溫度后進到頂端的發(fā)動機燃燒室，并徹底氧化反應(yīng)。清潔后的高溫氣體離去燃燒氧化室，進到冷卻區(qū)并將熱量發(fā)送給蓄熱體而氣體被冷卻，通過氣體調(diào)節(jié)器排出來，而冷卻區(qū)域瓷器蓄熱體吸收預(yù)熱，用以下一個循環(huán)加熱廢氣。

6、沸石轉(zhuǎn)輪RTO焚燒裝置

圖注：沸石轉(zhuǎn)輪RTO焚燒裝置

沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+RTO處理工藝是目前有機廢氣處理中處理低濃度、大風(fēng)量的主流技術(shù)。由于低濃度廢氣用RTO廢氣處理工藝直接燃燒需要補充天然氣等大量燃料，運行成本很高經(jīng)濟上不劃算。因此需要把低濃度的廢氣濃縮后，變成高濃度的廢氣再進行燃燒，這樣既節(jié)約了能源又減小了設(shè)備的尺寸。

處理工藝分為吸附階段、脫附階段、RTO燃燒階段和沸石轉(zhuǎn)輪恢復(fù)階段。

吸附階段：有機廢氣經(jīng)過沸石轉(zhuǎn)輪吸附后直接達標(biāo)排放，沸石分子篩由于孔徑的大小能根據(jù)廢氣分子的大小和極性的不同進行選擇性的吸附，即使廢氣成分的濃度很低仍具有較高的吸附能力。

脫附階段：沸石轉(zhuǎn)輪始終保持非常緩慢的旋轉(zhuǎn)，在廢氣處理區(qū)吸附飽和，在再生區(qū)把吸附在沸石里的有機廢氣通過熱空氣吹掃下脫附出來。

RTO燃燒階段：沸石轉(zhuǎn)輪實際上是個濃縮裝置，把低濃度大風(fēng)量廢氣里的廢氣分子捕捉、富集到沸石上面，當(dāng)脫附時就能用很小的熱風(fēng)從沸石中把廢氣分子吹掃出來，脫附出來的高濃度小風(fēng)量的廢氣就可直接進入RTO蓄熱式焚燒爐進行高溫焚燒，裝置與前述RTO焚燒裝置相同。

沸石轉(zhuǎn)輪恢復(fù)階段：沸石轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)經(jīng)高溫再生后會使得沸石溫度很高，使吸附效果變差。因而要對經(jīng)過高溫吹掃過的沸石區(qū)域用補冷風(fēng)機進行降溫，降溫后的沸石又具有吸附廢氣的能力，周而復(fù)始循環(huán)往復(fù)吸附廢氣。

7、配套耐火材料

圖注：陶瓷纖維模塊

圖注：多孔莫來石質(zhì)蜂窩陶瓷

RTO焚燒設(shè)備主要耐火材料應(yīng)用區(qū)域為蓄熱室、燃燒室及煙囪部位，燃燒室溫度在760~900℃，耐火材料主要要求耐有機氣體侵蝕及保溫，當(dāng)前RTO焚燒設(shè)備主要采用陶瓷纖維模塊；蓄熱室材料采用多孔莫來石質(zhì)蜂窩陶瓷；煙囪部位溫度400℃以下，相對較低，采用耐酸防腐澆注料可滿足使用。需要注意的是，當(dāng)VOCs氣體中為含氟酸性氣體時需要針對氣體成分及濃度做出調(diào)整，以滿足使用。