1蓄熱式熱力氧化技術(shù)(RTO)
蓄熱式熱氧化器(RegenerativeThermalOxidizer,簡(jiǎn)稱RTO)是一種用于處理中低濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣的節(jié)能型環(huán)保裝置。適用于大風(fēng)量、低濃度,適用于有機(jī)廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間。其操作費(fèi)用低,有機(jī)廢氣濃度在450PPM以上時(shí),RTO裝置不需添加輔助燃料;凈化率高,兩床式RTO凈化率能達(dá)到98%以上,三床式RTO凈化率能達(dá)到99%以上,并且不產(chǎn)生NOX等二次污染;全自動(dòng)控制、操作簡(jiǎn)單;安全性高。
蓄熱式熱氧化器采用熱氧化法處理中低濃度的有機(jī)廢氣,用陶瓷蓄熱床換熱器回收熱量。由陶瓷蓄熱床、自動(dòng)控制閥、燃燒室和控制系統(tǒng)等組成。主要特征是:蓄熱床底部的自動(dòng)控制閥分別與進(jìn)氣總管和排氣總管相連,蓄熱床通過(guò)換向閥交替換向,將由燃燒室出來(lái)的高溫氣體熱量蓄留,并預(yù)熱進(jìn)入蓄熱床的有機(jī)廢氣,蓄熱床采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;預(yù)熱到一定溫度(≥760℃)的有機(jī)廢氣在燃燒室燃燒發(fā)生氧化反應(yīng),生成二氧化碳和水,得到凈化。典型的兩床式RTO主體結(jié)構(gòu)一個(gè)燃燒室、兩個(gè)陶瓷填料床和四個(gè)切換閥組成(見(jiàn)下圖)。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到最大限度的回收,熱回收率大于95%;處理有機(jī)廢氣時(shí)不用或使用很少的燃料。
優(yōu)點(diǎn):在處理大流量低濃度的有機(jī)廢氣時(shí),運(yùn)行成本非常低。
缺點(diǎn):較高的一次性投資,燃燒溫度較高,不適合處理高濃度的有機(jī)廢氣,有很多運(yùn)動(dòng)部件,需要較多的維護(hù)工作。
2蓄熱式催化燃燒技術(shù)(RCO)
蓄熱式催化燃燒裝置(RegenerativeCatalyticOxidizer簡(jiǎn)稱RCO)直接應(yīng)用于中高濃度(1000mg/m3—10000mg/m3)的有機(jī)廢氣凈化。RCO處理技術(shù)特別適用于熱回收率需求高的場(chǎng)合,也適用于同一生產(chǎn)線上,因產(chǎn)品不同,廢氣成分經(jīng)常發(fā)生變化或廢氣濃度波動(dòng)較大的場(chǎng)合。尤其適用于需要熱能回收的企業(yè)或烘干線廢氣處理,可將能源回收用于烘干線,從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。
蓄熱式催化燃燒治理技術(shù)是典型的氣-固相反應(yīng),其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化氧化過(guò)程中,催化劑表面的吸附作用使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面,催化劑降低活化能的作用加快了氧化反應(yīng)的進(jìn)行,提高了氧化反應(yīng)的速率。在特定催化劑的作用下,有機(jī)物在較低的起燃溫度下(250~300℃)發(fā)生無(wú)焰氧化燃燒,氧化分解為CO2和水。并放出大量熱能。
RCO裝置主要由爐體、催化蓄熱體、燃燒系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、自動(dòng)閥門等幾個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,排放的有機(jī)尾氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入設(shè)備的旋轉(zhuǎn)閥,通過(guò)選轉(zhuǎn)閥將進(jìn)口氣體和出口氣體完全分開(kāi)。氣體首先通過(guò)陶瓷材料層1預(yù)熱后發(fā)生熱量的儲(chǔ)備和熱交換,其溫度幾乎達(dá)到催化層進(jìn)行催化氧化所設(shè)定的溫度,這時(shí)其中部分污染物氧化分解;廢氣繼續(xù)通過(guò)加熱區(qū)(可采用電加熱方式或天然氣加熱方式)升溫,并維持在設(shè)定溫度;其再進(jìn)入催化層完成催化氧化反應(yīng),即反應(yīng)生成CO2和H2O,并釋放大量的熱量,以達(dá)到預(yù)期的處理效果。經(jīng)催化氧化后的氣體進(jìn)入陶瓷材料層2,回收熱能后通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥排放到大氣中,凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)切換。通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥工作,所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環(huán)步驟,熱量得以回收。
優(yōu)點(diǎn):工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備緊湊、運(yùn)行可靠;凈化效率高,一般均可達(dá)98%以上;與RTO相比燃燒溫度低;一次性投資低,運(yùn)行費(fèi)用低,其熱回收效率一般均可達(dá)85%以上;整個(gè)過(guò)程無(wú)廢水產(chǎn)生,凈化過(guò)程不產(chǎn)生NOX等二次污染;RCO凈化設(shè)備可與烘房配套使用,凈化后的氣體可直接回用到烘房利用,達(dá)到節(jié)能減排的目的;
缺點(diǎn):催化燃燒裝置僅適用含低沸點(diǎn)有機(jī)成分、灰分含量低的有機(jī)廢氣的處理,對(duì)含油煙等粘性物質(zhì)的廢氣處理則不宜采用,催化劑宜中毒;處理有機(jī)廢氣濃度在20%以下。
3TNV回收式熱力焚燒系統(tǒng)
回收式熱力焚燒系統(tǒng)(德語(yǔ)ThermischeNachverbrennung簡(jiǎn)稱TNV)是利用燃?xì)饣蛉加椭苯尤紵訜岷袡C(jī)溶劑的廢氣,在高溫作用下,有機(jī)溶劑分子被氧化分解為CO2和水,產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)配套的多級(jí)換熱裝置加熱生產(chǎn)過(guò)程需要的空氣或熱水,充分回收利用氧化分解有機(jī)廢氣時(shí)產(chǎn)生的熱能,降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗。因此,TNV系統(tǒng)是生產(chǎn)過(guò)程需要大量熱量時(shí),處理含有機(jī)溶劑廢氣高效、理想的處理方式,對(duì)于新建涂裝生產(chǎn)線,一般采用TNV回收式熱力焚燒系統(tǒng)。
TNV系統(tǒng)由三大部分組成:廢氣預(yù)熱及焚燒系統(tǒng)、循環(huán)風(fēng)供熱系統(tǒng)、新風(fēng)換熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的廢氣焚燒集中供熱裝置是TNV的核心部分,它由爐體、燃燒室、換熱器、燃燒機(jī)及主煙道調(diào)節(jié)閥等組成。其工作過(guò)程為:用一臺(tái)高壓頭風(fēng)機(jī)將有機(jī)廢氣從烘干室內(nèi)抽出,經(jīng)過(guò)廢氣焚燒集中供熱裝置的內(nèi)置換熱器預(yù)熱后,到達(dá)燃燒室內(nèi),然后再通過(guò)燃燒機(jī)加熱,在高溫下(750℃左右)將有機(jī)廢氣進(jìn)行氧化分解,分解后的有機(jī)廢氣變成CO2和水。產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)爐內(nèi)的換熱器和主煙氣管道排出,排出的煙氣對(duì)烘干室的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行加熱,為烘干室提供所需的熱量。在系統(tǒng)末端設(shè)置新風(fēng)換熱裝置,將系統(tǒng)余熱進(jìn)行最后回收,將烘干室補(bǔ)充的新風(fēng)用煙氣加熱后送入烘干室。另外,在主煙氣管道上還設(shè)置有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,用于調(diào)節(jié)裝置出口的煙氣溫度,最終排放的煙氣溫度可以控制在160℃左右。
廢氣焚燒集中供熱裝置的特點(diǎn)包括:有機(jī)廢氣在燃燒室的逗留時(shí)間為1~2s;有機(jī)廢氣分解率大于99%;熱回收率可達(dá)76%;燃燒器輸出的調(diào)節(jié)比可達(dá)26∶1,最高可達(dá)40∶1。
缺點(diǎn):在處理低濃度有機(jī)廢氣時(shí),運(yùn)行成本較高;管式熱交換器只是在連續(xù)運(yùn)行時(shí),才有較長(zhǎng)的壽命。