隨著國(guó)家節(jié)能減排政策和今年新的更嚴(yán)格的環(huán)保法實(shí)施以來，很多企業(yè)開始注重環(huán)保問題。我們這里詳細(xì)講解下目前有效的處理高濃度VOC（Volatile organic compounds）的廢氣處理工藝RTO蓄熱式焚燒設(shè)備。

高濃度廢氣處理 RTO設(shè)備 蓄熱式焚燒工藝

1.工作原理：

蓄熱式焚燒爐（RTO），是一種的有機(jī)廢氣處理設(shè)備，其工作原理是，把有機(jī)廢氣加熱到760攝氏度以上，使廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）氧化分解為二氧化碳和水。氧化過程產(chǎn)生的熱量存儲(chǔ)在特制的陶瓷蓄熱體，使蓄熱體升溫“蓄熱"。陶瓷蓄熱體內(nèi)儲(chǔ)存的熱量用于預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣，該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱"過程，從而節(jié)省廢氣升溫過程的燃料消耗。

2.RTO簡(jiǎn)單的發(fā)展歷程

（1）初代RTO：

初代RTO是兩床式結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)陶瓷蓄熱體填料床組成，以簡(jiǎn)單的一進(jìn)一出過程完成“蓄熱"和“放熱"過程的切換。RTO設(shè)備的分解效率主要由反應(yīng)溫度、停留時(shí)間、氣體流速等因素決定。兩床式RTO有2個(gè)蓄熱室，工作時(shí)2個(gè)蓄熱室大約1min-2min切換一次狀態(tài)（進(jìn)口-出口），風(fēng)門在切換過程中大約有0.3s-0.6s的時(shí)間直接將高濃度的廢氣排到排放口，且當(dāng)前進(jìn)氣蓄熱室底部殘留的未分解廢氣也被直接排出。大量工程應(yīng)用表明：兩床式RTO的VOCs的分解效率為95%，綜合熱效率為90%，進(jìn)出口溫差高達(dá)45攝氏度。在閥切換時(shí)，廢氣管道內(nèi)的壓力波動(dòng)范圍為±500pa，當(dāng)兩床式RTO進(jìn)氣口VOCs濃度大于1g/m3時(shí)，出口濃度會(huì)超過北京和上海的地方排放標(biāo)準(zhǔn)（50mg/m3）。

（2）第二代RTO

第二代RTO同樣是采用閥門切換式，由三個(gè)或多個(gè)陶瓷填充床組成, 在初代RTO的基礎(chǔ)上增加了“吹掃"功能，大大的提高了廢氣分解效率。

以三床式RTO為例：

階段一：廢氣通過蓄熱床A被預(yù)熱，然后進(jìn)入燃燒室燃燒，蓄熱床C中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚燒處理（吹掃功能），分解后的廢氣經(jīng)過蓄熱床B排出，同時(shí)蓄熱床B被加熱。

階段二：廢氣通過蓄熱床B被預(yù)熱，然后進(jìn)入燃燒室燃燒，蓄熱床A中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚燒處理，分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床C排出，同時(shí)蓄熱床C被加熱。

階段三：廢氣通過蓄熱床C被預(yù)熱，然后進(jìn)人燃燒室燃燒，蓄熱床B中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚燒處理分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床A排出，同時(shí)蓄熱床A被加熱。

如此周期性運(yùn)行，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解，燃燒室內(nèi)溫度維持在設(shè)定溫度（一般為800-850攝氏度）。當(dāng)RTO進(jìn)氣口的廢氣濃度達(dá)到一定值時(shí)，VOCs氧化釋放的熱量能夠維持RTO蓄熱和放熱的能量?jī)?chǔ)備，則此時(shí)RTO不需要使用燃料就能夠維持燃燒室內(nèi)的溫度。

大量工程應(yīng)用表明：三床式RTO的VOCs的分解效率可達(dá)99%，綜合熱效率可達(dá)95%，進(jìn)出口溫差在40攝氏度左右，在閥切換時(shí)，廢氣管道內(nèi)的壓力波動(dòng)在±250pa。三床式RTO的VOCs處理濃度不能超過5g/m3，不然會(huì)超過北京和上海的地方排放標(biāo)準(zhǔn)。另外由于其比表面積較大所以自身運(yùn)行散熱量較大，降低了可供回用的余熱量。

（3）第三代RTO

第三代RTO采用旋轉(zhuǎn)式分流導(dǎo)向，在爐膛內(nèi)設(shè)置多個(gè)等份的陶瓷填料床，通過旋轉(zhuǎn)換向閥的轉(zhuǎn)動(dòng)把有機(jī)廢氣導(dǎo)向各個(gè)蓄熱床進(jìn)行預(yù)熱和氧化分解。

旋轉(zhuǎn)式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉(zhuǎn)閥等組成。爐體分成12個(gè)陶瓷填料床，其功能分為5個(gè)進(jìn)氣室（預(yù)熱區(qū)）、5個(gè)出氣室（冷卻區(qū)）、1個(gè)吹掃室和1個(gè)隔離室。廢氣分配閥由電機(jī)帶動(dòng)，作連續(xù)、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在分配閥的作用下，廢氣緩慢在12個(gè)室之間依次通過。廢氣經(jīng)進(jìn)氣分配器進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，使廢氣預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入頂部的燃燒室，并氧化分解。凈化后的高溫氣體離開燃燒室，進(jìn)入冷卻區(qū)，將熱量傳給陶瓷蓄熱體，而氣體被冷卻，并通過氣體分配器排出。冷卻區(qū)的陶瓷蓄熱體吸熱，“儲(chǔ)存"大量的熱量（用于下個(gè)循環(huán)加熱廢氣）。

如此不斷地交替進(jìn)行，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解，當(dāng)廢氣中VOCs濃度超過一定值，氧化分解釋放熱量足以維持燃燒室的反應(yīng)溫度時(shí)，則不需要用燃料進(jìn)行加熱，大限度的保證能量循環(huán)利用。

大量工程應(yīng)用表明：旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs的分解效率可達(dá)99.5%，熱效率可達(dá)97%，其進(jìn)出口溫差20攝氏度左右，大限度的降低了RTO運(yùn)行中的熱損失，保證了熱能的二次回收利用。旋轉(zhuǎn)閥的平穩(wěn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)廢氣管道的壓力影響僅為±25pa，對(duì)于生產(chǎn)光學(xué)材料的廠家來說極其重要。由于具有很高的分解效率，旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs入口廢氣濃度可高達(dá)10g/m³。

3.工藝流程：

切換閥改變氣流進(jìn)入蓄熱床的方向，實(shí)現(xiàn)蓄熱區(qū)與放熱區(qū)的交替轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)回收焚化爐內(nèi)的熱量，高熱能回收率降低了燃料的需求節(jié)省了運(yùn)行成本。

當(dāng)系統(tǒng)VOC濃度大于矜持濃度(甲苯1200mg/m3、二甲苯1100mg/m3)時(shí)，RTO即不需輔助燃料便能夠維持VOC氧化分解前提，同時(shí)可對(duì)外輸出系統(tǒng)余熱。

4.優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：幾乎可以處理所有含有機(jī)化合物的廢氣；可以處理風(fēng)量大、濃度低的有機(jī)廢氣；處理有機(jī)廢氣流量的彈性很大（名義流量20%~120%）；可以適應(yīng)有機(jī)廢氣中VOC的組成和濃度的變化、波動(dòng)；對(duì)廢氣中夾帶少量灰塵、固體顆粒不敏感；在所有熱力燃燒凈化法中熱效率（>95%）；在合適的廢氣濃度條件下無需添加輔助燃料而實(shí)現(xiàn)自供熱操作；凈化效率高（三室>99%）；維護(hù)工作量少、操作可靠；有機(jī)沉淀物可周期性的，蓄熱體可更換；整個(gè)裝置的壓力損失較??；裝置使用壽命長(zhǎng)。

缺點(diǎn)：蓄熱式熱力焚化爐裝置重量大，因?yàn)椴捎锰沾尚顭狍w；裝置體積大，只能放在室外；要求盡可能連續(xù)操作；一次性投資費(fèi)用相對(duì)較高；不能凈化處理含硫含氮含鹵素的有機(jī)物。

5.適用范圍：

高濃度廢氣處理 RTO設(shè)備適用于涂裝工藝的烘爐廢氣處理，噴漆、塑膠行業(yè)廢氣、印刷、印染以及化工、電泳涂裝設(shè)備廢氣處理以及化工電子等行業(yè)的同類廢氣處理。