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典型的RTO及其操作原理(两室RTO、三室多室RTO)

作者:朗玛来源:www.nanmar.cn 浏览次数: 日期:2018-09-25 20:25:43

1.2.典型的RTO及其操作原理

1.2.1两室RTO

       用RTO净化有机废气,如同前面所述,均属于热力燃烧范畴。就一般RTO净化装置而言,通常至少需要用两台蓄热室来操作。典型的RTO主要是由两台蓄热室及顶部相连通的燃烧室所组成。一般的蓄热室截面可以是方向或圆形,在其中填充蓄热体。通常采用具体良好耐高温性能的陶瓷材料作为蓄热体;蓄热体的结构、形状如同化工过程中常用的陶瓷填料一样,分为散堆填料(例如陶瓷矩鞍环)和规整填料(例如陶瓷蜂窝填料)两料。在燃烧室中设有辅助燃烧器,可用油或天然气作燃料来燃烧。辅助燃烧器的作用主要是为了在开工时将蓄热体加热到一定温度,或当废气中可燃物的浓度较低时,需要补充燃料来维持燃料室所要求达到的反应温度。蓄热室和燃烧室均砌有耐火砖,并用陶瓷纤维保温;为便于检修,通常在燃烧室的一侧设有人孔。装置中没有金属暴露在高温区内,而与高温气体接触的切换阀、闸板等均有物殊的隔热措施。基于耐火材料具有高的蓄热容量,因而即使当废气组成或可燃物的热值有波动时,也能使燃烧室保持均匀的温度分布。

   

 

 

                                                                                                   

     

       两室RTO的操作原理如下:在开工时先用新鲜空气代替有机废气,借燃烧器将蓄热室加热到一定的温度。由于蓄热体具有极高的储热性能,所以从一个冷的RTO加热的800∽850℃,并且还要达到正常的温度分布,一般要经过几天时间(目前也有缩短到以小时计)。在正常操作时。譬如蓄热室A已在前一个操作循环(或称周期)中存储了热量,有机废气首先从底部进入蓄热室A,废气通过蓄热体床层被预热到接近燃烧室温度,而蓄热体同时逐渐被冷却。;接着,预热后的废气进入顶部燃烧室(即主反应区,气体在燃烧室中的停留时间约为1s),在燃烧室中有机化合物被氧化后,即作为高温净化气进入蓄热室B;此时,净化气将热量传给蓄热体,蓄热体床层逐渐被加热,而净化气则被冷却后排出。当蓄热室A冷却到尚可允的温度水平时,就应切换气流的流向,即完成第一个循环。切换流向后,有机废气进入已平被加热过的蓄热室B,反应后的净化气则将热量传给已冷却的蓄热室A,以上所述一样,完成第二个循环。这样通过不断反复循环来实现废气的净化和热量的充分利用。一个循环时间,即切换时间大约为30∽120S(两个切换时间就是一个全周期时间)。如果废气中可能物浓度达到自供的水平,那燃烧器只需在开工的时使用,在正常运转时可以关闭。

本来有机废气的蓄热式热力燃烧,其净化效率可超过99%。但采用两台蓄热式的问题是:首先,当切换气流方向时,本来进入废气的蓄热室立即变为排出净化气的蓄热室,这样在切换阀和反应空间之间的气体空间(即死区)存在未经氧化发应的原料废气,它也与净化气一起排出;其次,入口阀和出口阀在极短时间内同时启动有可能进入的废气直接走短路而与净化气一起排入环境。基于上述原因,就有可能出现排的净化气瞬时不合格的峰值。当然,目前应用两台蓄热室的RTO还时十分普遍,一方面这主要是原料废气中含有机物的浓度很低时(例如:0.1∽1g/m³),经热力燃烧后排放的净化气尚可容忍,例如:可能在很短时间内出现不合格的峰值,但小时平均值或日平均值还是合格的;另一方面有些装置采用了完全新型的、非常快速的切换阀,其动作时间小于0.5S。因切换阀的密封性和快整性与最后排放的净化程度直接有关。通常两室RTO净化率可达96%∽97%。

从经济上讲,只要排放符合环保法规要求,能用两台蓄热室何必用三台,因这样不仅可以节省投资,而且还可省去过多复杂的控制系;但从技术上讲,虽然两室RTO装置排出的净化气可以做到平均值合格,但净化率一般不会超过98%,特别当废气浓度高时更困难。

 

 

三室和多室RTO

       若对有机废气的净化率要求很高,则可采用两种方法:一种是延长循环时间的操作方法,但这样会使效率降低;另一种常用的方法是增加一台冲洗用蓄热室,即采用三室RTO装置。

      按照严格要求,若要将有机废气净化到很低的排放限值,目前几乎所有大型的蓄热式热力氧化器均由三台蓄热室组成(或称三床式、三塔式)。三台蓄热室同时进行操作的原理:当第一台蓄热式处于被冷而废气被预热的阶段时(冷周期),第二台蓄热室正处于被净化气加热的过程(热周期),而第三台蓄热室则在冲洗(清洗周期)。因此,当一个循环后,废气始终进入到在上一循环时排出净化气的蓄热室,而原来进入废气的蓄热式则用净化气(或空气)冲洗,并将残留的未反应废气送回到反应室进行氧化,然后与净化气一起从冲洗过的蓄热室排出。

这种三室RTO装置中的废气进入、净化气排出和冲洗的程序可用下图及相应的说明来表示。

 

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