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两室RTO焚烧炉操作原理及废气净化效率简析

日期:2018-05-11  人气:

用RTO焚烧炉净化有机废气,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装置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形或圆形,在其中填充蓄热体。通常采用具有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(例如陶器矩鞍环)和规整填料(例如陶资蜂窝填料)两类。在燃烧室中设有辅助燃烧器,可用油或***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**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烧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、闸板等均有特殊的隔热措施。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。图一简要地表示了由两台蓄热室组成的RTO装置和气体的流动方向。

图一:典型的两室RTO蓄热式焚烧炉示意图

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**温度。由于蓄热体具有**的储热性能,所以从一个冷的RTO加热到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,比如蓄热室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冷却到尚可允许的温度水平时,就应切换气流的流向,即完成第1个循环。切换流向后,有机废气进入已被加热过的蓄热室B。反应后的净化气则将热量传给已冷却的蓄热室A。如上所述一样,完成第2个循环。这样通过不断反复循环操作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)。如果废气中可燃物浓度达到自供热操作的水平,那么燃烧器只需在开工时使用,在正常运转时可以关闭。

本来有机废气的蓄热式热力燃烧,其净化率可超过99%。但采用两台蓄热室的问题是:首先,当切换气体流动方向时,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存在未经氧化反应的原料废气,它也与净化气一起排出;其次,入口阀和出口间在极短时间内同时启动,有可能使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,就有可能出现排放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还是**普遍,一方面这主要是当原料废气中含有机物的浓度很低时(例如2O.1lg/m3).经热力燃烧后排放的净化气按排放标准尚可容忍,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;另一方面是,有些装置采用了**新型的、非常快速的切换阀,其换向动作时间小于0.5s.因为切换阀的密封性和快速性与**排放气的净化程度直接有关。通常两室RTO的净化率也可达96%-97%。但切换阀的快速、频繁操作直接影响其使用寿命。

从经济上讲,只要排放气体符合排放标准,能用两台蓄热室何必用三台,因为这样不仅可以节省投资,而且还可省去过多复杂的控制系统;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%,尤其当废气浓度高时更困难。

 


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