RTO裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理

【資料簡介】

RTO蓄熱式熱力氧化裝置，是非常常見的VOC廢氣處理裝置，其可以處理絕大多數(shù)的VOC氣體，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行費(fèi)用低，在廢氣處理工程中有大量的運(yùn)用。之前已經(jīng)介紹過RTO裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理，現(xiàn)在就來為大家簡單介紹一下RTO工作流程。
兩室RTO

就一般RTO凈化裝置而言，通常至少需要用兩臺蓄熱室來操作。典型的RTO裝置主要是由兩臺蓄熱室及頂部相連通的燃燒室所組成。一般的蓄熱室截面可以是方形或圓形，在其中填充蓄熱體。通常采用具有良好耐高溫性能的陶瓷材料作為蓄熱體；蓄熱體的結(jié)構(gòu)、形狀如同化工過程中常用的陶瓷填料一樣，分為散堆填料(例如陶瓷矩鞍環(huán))和規(guī)整填料(例如陶瓷蜂窩填料)兩類。在燃燒室中設(shè)有輔助燃燒器，可用油或天然氣作燃料來燃燒。輔助燃燒器的作用主要是為了在開工時(shí)將蓄熱體加熱到一定溫度，或當(dāng)廢氣中可燃物的濃度較低時(shí)，需要補(bǔ)充燃料來維持燃燒室所要求達(dá)到的反應(yīng)溫度。蓄熱室和燃燒室均砌有耐火磚，并用陶瓷纖維保溫；為便于檢修，通常在燃燒室的一側(cè)設(shè)有人孔。裝置中沒有金屬暴露在高溫區(qū)內(nèi)，而與高溫氣體接觸的切換閥、閘板等均有特殊的隔熱措施?；谀突鸩牧暇哂畜{的蓄熱容量，因而即使當(dāng)廢氣組成或可燃物的熱值有波動(dòng)時(shí)，也能使燃燒室保持均勻的溫度分布。

兩室RTO工作流程如下：

在開工時(shí)先用新鮮空氣代替有機(jī)廢氣，借燃燒器將蓄熱室加熱到一定溫度。由于蓄熱體具有*的儲(chǔ)熱性能，所以從一個(gè)冷的RTO加熱到800～850℃，并且還要達(dá)到正常的溫度分布，一般要經(jīng)過幾天時(shí)間(目前也有縮短到以小時(shí)計(jì))。
在正常操作時(shí)，比如1號蓄熱室已在前一個(gè)操作循環(huán)(或稱周期)中存儲(chǔ)了熱量，有機(jī)廢氣首先從底部進(jìn)入1號蓄熱室，廢氣通過蓄熱體床層被預(yù)熱到接近燃燒室溫度，而蓄熱體同時(shí)逐漸被冷卻；接著，預(yù)熱后的廢氣進(jìn)入頂部燃燒室(即主反應(yīng)區(qū)，氣體在燃燒室中的停留時(shí)間約為1s)，在燃燒室中有機(jī)化合物被氧化后，即作為高溫凈化氣進(jìn)入2號蓄熱室；此時(shí)，凈化氣將熱量傳給蓄熱體，蓄熱體床層逐漸被加熱，而凈化氣則被冷卻后排出。當(dāng)1號蓄熱室冷卻到尚可允許的溫度水平時(shí)，就應(yīng)切換氣流的流向，即完成第1個(gè)循環(huán)。切換流向后，有機(jī)廢氣進(jìn)入已被加熱過的2號蓄熱室，反應(yīng)后的凈化氣則將熱量傳給已冷卻的1號蓄熱室，如上所述一樣，完成第2個(gè)循環(huán)。這樣通過不斷反復(fù)循環(huán)操作來實(shí)現(xiàn)廢氣的凈化和熱量的充分利用。一個(gè)循環(huán)時(shí)間，即切換時(shí)間為30～120s(兩個(gè)切換時(shí)間就是一個(gè)全周期時(shí)間)。如果廢氣中可燃物濃度達(dá)到自供熱操作的水平，那么燃燒器只需在開工時(shí)使用，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以關(guān)閉。
三室或多室RTO

若對有機(jī)廢氣的凈化率要求很高，則可采用兩種方法：一種是延長循環(huán)時(shí)間的操作方法，但這樣會(huì)使熱效率降低；另一種常用的方法是增加一臺沖洗用蓄熱室，即采用三室RTO裝置。

三室RTO工作流程：

①待處理有機(jī)廢氣進(jìn)入1號蓄熱室的陶瓷蓄熱體(該陶瓷蓄熱體儲(chǔ)存了上一循環(huán)的熱量)，陶瓷蓄熱體放熱降溫，而有機(jī)廢氣吸熱升溫，廢氣離開蓄熱室后以較高的溫度進(jìn)入氧化室，此時(shí)廢氣溫度的高低取決于陶瓷體體積、廢氣流速和陶瓷體的幾何結(jié)構(gòu)。有機(jī)廢氣在氧化室中由燃燒器加熱升溫至設(shè)定的氧化溫度，使其中的VOCs成分分解成二氧化碳和水。由于廢氣已在蓄熱室內(nèi)預(yù)熱，燃料耗量大為減少。氧化室有兩個(gè)作用：一是保證廢氣能達(dá)到設(shè)定的氧化溫度；二是保證有足夠的停留時(shí)間使廢氣中的VOCs充分氧化。
②廢氣在氧化室中焚燒，成為凈化的高溫氣體后離開氧化室，進(jìn)入2號蓄熱室(在前面的循環(huán)中已被冷卻)，放熱降溫后排出，而2號蓄熱室吸收大量熱量后升溫(用于下一個(gè)循環(huán)加熱廢氣)。凈化后的廢氣經(jīng)煙囪排入大氣，同時(shí)引小股凈化氣清掃3號蓄熱室。排氣溫度比進(jìn)氣溫度高50℃左右。
③循環(huán)完成后，進(jìn)氣與出氣閥門進(jìn)行一次切換，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，廢氣由2號蓄熱室進(jìn)入，3號蓄熱室排出。在切換之后，清掃1號蓄熱室。如此交替。

三室RTO裝置可用于小到中等的廢氣流量。如果處理的廢氣流量很大時(shí)，還用三室就有問題，首先，切換閥門相應(yīng)也要做得很大，大閥門難以做得精密；其次，當(dāng)蓄熱室容積太大時(shí)，不能保證氣流的均勻分布而影響傳熱效果。因此，當(dāng)廢氣流量很大時(shí)(一般大于60000m3/h)，就應(yīng)過渡到五室RTO裝置，即兩個(gè)兩室并聯(lián)加上一個(gè)室用于沖洗。為了使燃燒室的溫度達(dá)到均勻，在頂部相連的燃燒室中，可設(shè)置兩個(gè)以上的燃燒器。同樣，當(dāng)處理量更大時(shí)，可用七室，兩個(gè)三室并聯(lián)加上一個(gè)沖洗室；為適應(yīng)負(fù)荷的變化，在七室相連通的頂部可設(shè)置兩組燃燒系統(tǒng)，每組有三個(gè)燃燒器(1、3、5為一組和2、4、6為一組)。