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蓄热式焚烧炉(RTO)


蓄热式焚化(Regenerative Thermal Oxidizer,RTO) RTO操作的基本原理是将含有 […]


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    蓄热式焚化(Regenerative Thermal Oxidizer,RTO)

    RTO操作的基本原理是将含有VOC的废气提升至约815℃的氧化温度,经焚烧后将VOC转化为****及水蒸气,其热回收方式属于热再生型(thermalregenerative),是利用陶瓷材料的高热传导系数特性做为热交换介质以得到较完整的热能传导率,可有效减少辅助燃料用量,降低操作成本。

    RTO是利用数个热交换床(通常采3~5个)进行替换收集及释放来自制程中排出的热能,热交换床通常充填有不同型式的陶瓷材料,如马鞍型或蜂巢型。热交换床上装有一个燃烧室,燃烧室内有1~2组燃烧器。常用的型式为二个热交换室紧邻一吹气用的热交换室为最基本的系统,含有VOC的废气流进入RTO系统时,因多数VOCs的比重大于空气,所以废气多使用送风机或引风机引导通过充填陶瓷材料的热反应室,使废气在进入燃烧室前先行预热至接近燃烧温度再进入燃烧室并与足够的空气混合,在温度约815℃滞留0.5~1秒,再进入另一个热反应室吸收气流的热能至温度将低至约180℃,然后排放到大气中。

    一般系统至少包括二个蓄热床、进气控制设备、加热及温度控制设备。蓄热床内填充石质或陶瓷蓄热材料,想要处理的气体先进入一蓄热床(A床)预热至**温度以反应去除其中的VOC,反应后高温气体通过另一蓄热床(B床)时,气体热能传入原已冷却的蓄热材,即高温气体的热能被蓄热体储存,气体则以较低的温度排放。**时间后,欲处理气体则导入该高温床(B床)预热,反应后高温气体热量则储存于A床,完成一操作循环(operationcycle)。

    每一个操作周期约1.5分钟包括有预热、氧化与热回收三步骤,完成一循环周期后,原进口处汇入的热气因将热量转换主回收系统而变冷,出口处汇入的气体因燃烧产生热气而变热,在此循环的**一分半钟时,空气控制阀会改变位置,以使进气流再一次通过热反应室。在此热能的吸收与再生循环使热能回收高达95~98%,可使RTO破坏VOC的效率达92~99%,使VOC可氧化成****及水蒸气排放至大气。RTO与直燃式或催化焚烧的主要差别在于废热回收的型式和效率,并依型式可分为多床式和转轮式两种。以多床式为例,利用多床可蓄热材质进行蓄热与焚烧互相切换的方式,去除效率可达95%以上。一般对热交换器设计效率的要求:催化焚烧器为50%,热焚化器为70%,RTO则达80~95%。

    RTO焚烧处理技术适用于热回收率需求高,且无其它可利用做为热交换回收程序的工序,排放废气风量大且浓度低,或含有卤素碳*化合物及其它具腐蚀性的VOCs。需要注意的是废气出入口档板(damper)切换时漏气程度及吹气效果会影响破坏效率、蓄热体要有高的热传效率与面积、**的压降,且在高温下操作需预留接头处材料热胀时的空间、避免燃烧室内局部过热、切换系统设计、**性设计。RTO控制设备优缺点的比较如表11所示。

    表11RTO控制设备优缺点的比较

    优点 缺点
    1.高热回收效率(>90%)

    2.可处理较高进口温度

    3.可处理含卤素碳*化合物

    4.可处理大风量废气

    5.高去除效率

    1.陶瓷床压损大(350~500mmwc)且易为粉末阻塞

    2.低VOC浓度时燃料费用高(可搭配吸附浓缩解决)

    3.重量大(处理6,000cmm风量,需重约0.75吨),不适建筑于顶楼

    4.NOx问题需注意

    5.热机/冷却时间长(12~24hr)

    6.需定期**氧化室内附着物质