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旋转式RTO在各行业的应用及优势

当前石油化工、制药、包装印刷、涂装等行业是挥发性有机物(VOCs)的主要来源,而蓄热式热力氧化器(Regenerative Thermal Oxidize,简称RTO)在VOC污染防治中占据了主要地位。而旋转式RTO较传统两室、三室RTO废气处理效率及热效率更高,通过新增旋转式RTO及余热回收系统,实现了有机废气的高效净化,达到节能减排效果。

 

旋转RTO概述及优点

 

在有机废气净化诸方法中,蓄热燃烧法是目前一种很有发展前景的VOC废气治理方法,其所用的装置蓄热式热力氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer,简称为“RTO”),在充分满足燃烧过程的必要条件下,燃烧法可以使有害物质达到完全燃烧氧化。目前,典型的RTO已从两室、三室、五室发展到七室和多室装置,以满足各种需要,并已开发了许多不同类型的RTO装置,其中最为代表性的就是旋转式RTO

图1蓄热氧化炉反应原理

旋转式RTO,也称旋转式蓄热式氧化炉。其原理是在高温下将可燃废气氧化成对应的氧化物和水,从而净化废气,并回收废气分解时所释放出来的热量,废气分解效率达到99%以上,热回收效率达到95%以上。

 

1.2 旋转式RTO结构

 

旋转式RTO主要由燃烧室、陶瓷填料床和旋转阀等组成。炉体分成12个室,5个室进废气、5个室出净化气,1个室清扫,1个室起隔离作用。废气分配阀由电机带着连续、匀速转动,在分配阀的作用下,废气缓慢在12个室之间连续切换。

1.3 旋转式RTO优势

 

旋转式RTO是第三代RTO,较传统的床式RTO,其主要优点有:

 

(1)旋转式RTO散热面积小,12个室交替工作缓冲,节约能耗;

 

(2)12个室一起工作,气流分配,净化效率高;

 

(3)采用旋转阀,进气、排气连续,管道压力波动小,废气不倒灌,车间气味小。

 

旋转式RTO在各行业的应用

 

2.1 旋转RTO在石化行业防治VOC的应用

 

在我国石化行业中,其废气的组成较为复杂,其产生的废气毒性大、来源广、危害广、种类繁、处理难,因此石油化工废气处理技术的问题亟待解决。一个单元过程原则上只能解决一种污染物或几种性质相近的污染物的处理问题。但是废气的组成是多种多样的,特别是石油化工废气。它面临的是废气多种组分的去除。这就决定了在选择废气处理工艺时,必须考虑多种单元过程的组合,来创建一个能够完美处理废气的组合流程。RTO在石化行业应用已经十分广泛,常作为废气处理的末端设备。在利用旋转式RTO进行废气处理时,需要对某些成分进行去除,采用吸附或过滤法,将旋转式RTO不能处理的废气如二氧化氮、二氧化硫、硫化氢、氨气等有毒有害气体吸收以及采用玻璃纤维过滤的方法将对旋转式RTO有害的油雾、酸雾过滤去除,继而进入旋转式RTO设备氧化,转化为无毒的二氧化碳和水。此种组合方式在石化行业已有应用,技术也较为成熟。

 

2.2 旋转式RTO在制药行业防治VOC的应用

 

制药行业具有排放点分散、种类繁多等显著特点,因此,就该领域的废气防治主要是要做好源头防治和末端治理。而RTO在制药行业中应用也十分广泛。针对小风量、中浓度气体,含有部分酸性气体,为了达到最优的效果,采用洗涤+旋转式RTO+洗涤的工艺流程:首先经二级冷凝回收医药化工生产车间部分有机溶剂,然后进行碱喷淋预处理,吸收无机废气和水溶性废气,再进入旋转式RTO进行氧化焚烧,经过高温焚烧之后所产生的尾气进行冷却后,再通过碱二级喷淋处理后在高空中排放,如图3所示。针对大风量、低浓度气体,可在上述工艺流程中进入旋转式RTO前加入沸石转轮浓缩,使风量降低,浓度增高,减小旋转式RTO的配置参数。蓄热式氧化焚烧技术在医药化工挥发性有机废气处理中的应用效果良好,具有很好的推广价值,但也需要在实际应用中做好相关问题的解决,从源头防治和末端治理两个阶段共同做好废气处理工作。

图3洗涤+旋转式RTO+洗涤系统原理图

 

2.3旋转式RTO在印刷包装行业防治VOC的应用前景

 

印刷包装行业是有机废气排放的主要行业之一,印刷行业在生产过程中需要大量使用油墨和调整油墨粘度的稀释剂。在印制品干燥时,油墨与稀释剂会排放大量含有苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、异丙醇等挥发性有机物质的工业废气。印刷包装行业VOC排放特点是风量大,浓度低,一般会在旋转式RTO前端进行减风增浓处理,该方案是专门针对凹版印刷机、干法复合机、涂布机等开发的智能化多功能设备,使风量减小,VOC浓度提高,最后进入旋转式RTO处理,去除效率能够达到99%,此种组合方式完全可以实现排放达标,在浓度合适的情况下,能够实现设备自供热。旋转式RTO在软包装行业已经成为环保节能的利器。图4为减风增浓+旋转式RTO在印刷包装行业的应用原理图。

图4二次回风减风增浓+旋转式RTO在印刷机和复合机的应用

 

2.4旋转式RTO在涂装行业防治VOC的应用

 

涂装过程中产生的挥发性有机化合物(VOC)主要有甲苯、二甲苯、三甲苯等。涂装车间产生有机废气的主要来源有喷漆室、挥发室和烘房。烘房废气的特点是风量小、浓度高,可直接进入旋转式RTO进行处理,在高温条件下挥发性有机物氧化分解,产生的热量作为烘房所需的热源,净化后的空气可以达到国家和地方发布的排放标准。喷漆室废气具有风量大、浓度低的特点,且废气中含有颗粒性漆雾,其粘度和湿度都比较大。因此必须对废气进行漆雾过滤处理,再进入沸石转轮对过滤后的废气进行浓缩,浓缩后变为浓度高、风量低的气体,最后进入旋转式RTO氧化处理。也可使喷漆废气和烘干废气一起参与吸附浓缩,喷漆废气经过和高温烘干废气混合后,由于温度升高使得相对湿度下降,节省了除湿的设备投资及运行费用,又使进入旋转式RTO的废气量大幅降低。如图5,即为漆雾过滤预处理+沸石轮转浓缩+旋转式RTO系统的原理图。

图5 漆雾过滤预处理+沸石轮转浓缩+旋转式RTO系统原理图

 

 

 

综上所述,旋转式RTO在VOC污染防治中具有广大的市场应用前景。在当前环保压力和价格飙升的背景下,旋转式RTO在提升VOC去除效率,热利用率,扩大适用范围和降低运行费用等方面已有了较大进展,并且更具经济性和耐久性,受到了各行业的青睐。

 

来源:谷腾环保网