石油化工过程以及各种使用有机溶剂的行业,如喷漆、印刷、制药、煤化工等,排放的最常见的污染物“挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称 VOCs)”,目前已经成为环保行业去除的焦点。该类化合物多数具有刺激性气味和毒性,部分已被列为致癌物,部分VOCs 还属于易燃易爆气体,对企业生产安全造成威胁。
传统的治理方式已经越发不能满足工业发展需求,需要应用更为科学的工艺技术开展相关治理工作,以最大程度减少 VOCs 对环境的污染。去除工业废气中 VOCs 的方法可以分为破坏性方法和非破坏性方法两类。破坏性方法如热氧化法,将 VOCs 气体转化成 CO2 和 H2O;非破坏性方法即回收法,常用的回收法有活性炭吸附法、冷凝法等。而破坏法中利用 RTO(蓄热式热氧化炉)去除 VOCs 已经越来越成为主流工艺。
RTO 是一种高效有机废气的治理设备。与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉相比,具有热效率高、运行成本低等特点。适合处理大风量、低浓度和小风量、中高浓度的有机废气。
RTO 工作原理为:有机废气经预热室吸热升温后,进入燃烧室高温焚烧,升温到 800℃左右,使有机物氧化成 CO2 和 H2O,再经过另一个蓄热室蓄存热量后排放,蓄存的热量用于预热新进入的有机废气,经过周期性地改变气流方向从而保持炉膛温度的稳定。RTO 装置有两室、三室以及多室结构。
RTO 主体结构由燃烧室、陶瓷填料床和切换阀组成。根据结构不同可分为传统床式 RTO 和旋转式 RTO。
传统床式 RTO 主要由燃烧室、陶瓷填料床和多个控制阀等组成,是指利用多个控制阀来改变气流方向从而达到回收热能效果的蓄热式氧化炉装置。目前典型的传统床式 RTO 有两室、三室、五室和多室装置,以满足各种需要。
拓展:RCO
RCO 是指蓄热式催化燃烧法,该技术结合 RTO 和触媒氧化,降低 RTO 系统的温度,有效提高破坏效率及减少燃料的用量。RCO 系统是以 RTO 的构造作为基础,在氧化炉中加上一层特殊的催化剂材料,利用催化剂氧化提供足够以破坏 VOC 所需的热能,以降低 RTO的操作温度。RCO 的装置与 RTO 相类似,采用床式或旋转式设计,床内皆填充定量的蓄热陶瓷以进行回收来自工艺排放的热量。床体上方连接燃烧室并加上一层材料的催化剂在蓄热室与燃烧室之间。有机废气进入 RCO 时,会先在蓄热室进行预热,然后通过催化剂后进入燃烧室,将温度提升至 400℃左右,废气中的有机成分被氧化分解成 CO2 和 H2O。氧化完成的气体进入另一个蓄热室,净化后的气体释放热能,然后经烟囱排高空排放。RCO 的
热能回收与 RTO 类似。
拓展:沸石转轮
沸石转轮是将大风量、低浓度的废气浓缩到高浓度、小风量的废气,从而减少设备的投入费用和运行成本,提高 voc 废气的高效率处理。在处理大风量、低浓度的废气燃烧和回收的时候,如果没有沸石转轮,直接进行燃烧的情况下,废气处理设备不仅体积庞大,而且产生的运行费用也会很庞大。
沸石转轮基本原理构造
沸石转轮浓缩区可分为处理区、再生区、冷却区,浓缩转轮在各个区内连续运转。VOC 有机废气通过前置过滤器后,通过浓缩转轮装置的处理区。在处理区 VOCs 被吸附剂吸附去除,净化后的空气从浓缩转轮的处理区间排出。吸附于浓缩转轮中的有机废气 VOCs,在再生区经热风处理而被脱附、浓缩到 5-15 倍的程度。
浓缩转轮在冷却区被冷却,经过冷却区的空气,再经过加热后作为再生空气使用,达到节能的效果。