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旋转型RTO蓄热式热力氧化器原理与优点介绍

日期:2018-06-20  人气:601 views

较早应用的旋转式蓄热器是旋转式的Ljungstrom烟气/空气预热器,其蓄热体是由金属(钢或铝)波纹板做成。这种系统的蓄热体也是周期性地被气流加热和冷却,并通过改变转速即可调节空气的预热温度。由于在有机废气的热力燃烧中温度的急变和热负荷很高,不能采用这种金属蓄热体;此外,废气净化不像预热空气那么简单,它不仅要预热废气,而且还要求达到排放标准所要求的净化率。因此,对这种装置还需要解决密封问题,即废气有可能进入到净化气中。理论上这种窜气可以这样来避免,即在流动方向中,将风机放在蓄热器之后。但是,当废气预热温度高时,在技术上是很难实现的,而且操作费用也随之大大提高。

根据长期运行的经验积累,一方面不断改进动密封件;另一方面,特别是当进入废气的区域旋转到排出净化气的区域之前,中间设置一个过渡区域作为冲洗区,这样可以把残留于床层内未反应的废气返回到燃烧室进行氧化反应。目前旋转型RTO蓄热式热力氧化器已可靠、成功地应用于各类有机废气的净化中。旋转型RTO蓄热式热力氧化器的优点是:

①单台式装置可节省空间,占地少;

②采用旋转式气流分配器代替切换阀可省略压缩空气;

③操作和维护成本低、损耗小、操作简单;

④因为是连续旋转,不会引起压力波动;

⑤可适应低负荷或高负荷的废气流量。

旋转型RTO蓄热式热力氧化器是在旋转式的Ljungstrom烟气/空气预热器基础上发展起来的,这种烟气/空气预热器的结构原理如图1所示。图1(a)为蓄热体旋转;图1(b)表示蓄热体静止,但用旋转的气体分配器来改变气体流向。

图1:旋转式烟气/空气预热器工作原理

目前用于有机废气净化的旋转型RTO蓄热式热力氧化器有两种,例如蓄热体旋转的单床RTO和设有旋转气体分配器的单床RTO,其示意图如图2和图3所示。

图2:蓄热体旋转的单床RTO

图3:带有旋转气体分配器的单床RTO

如图2所示,床层底部分隔为废气进入区和净化气出口区,并设有密封装置以确保相互不窜气。床层中部是陶瓷蜂窝块转子,顶部为燃烧室。为防止未反应的废气随蓄热体的旋转进入净化气出口区,当蓄热体旋转到净化气出口区之前,设有一扇形区作为冲洗区。通过蓄热体的旋转,蓄热体被周期性地冷却和加热,同时废气被预热和净化气被冷却,其操作原理与典型的两室RTO一样。这种装置的旋转速度在1-10r/min,典型的循环周期(Cycle Period)为60-180s(相当于切换时间30-90s)。

带有旋转气体分配器的单床RTO如图3所示。实际上这种装置也与典型的蓄热式热力氧化器构造一样,不过本来三室RTO装置要用9个切换阀,而现在只用一台旋转式气体分配器代替。该装置的蓄热体中设置分区格板,将蓄热体床层分为几个独立的扇形区。废气从底部经进气体分配器进入预热区,使气体温度预热到接近800℃后进到顶部的燃烧室,并**氧化。反应后的净化气进入冷却区,将热量传给蓄热体而气体被冷却,并通过气体分配器排出。通过旋转式分配器连续地控制气流流动的方向,从而可取代复杂的切换阀门机构,并且可以避免在阀门切换时产生的压力脉冲和波动。这种旋转蓄热式热力氧化器单台的处理量为2000-120000Nm3庙,其热效率和净化率方面与三室RTO装置大体相同,但因为紧凑的结构而使占地面积仅为三室RTO装置的一半。


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