待蓄熱室3里面蓄熱體熱量吸附飽和后,切換閥進行切換,如圖2所示。廢氣進入蓄熱室3,經過高溫預熱后,進入燃燒室,從蓄熱室2出,熱量為蓄熱室2所吸收,直至蓄熱室2吸附飽和,開始切換。如圖3所示進入下一個流程,3次切換為一個,如此運行。RTO切換閥切換時間,一般為60s-120s,切
換時間過長,排出廢氣溫度過高,熱量流失;切換時間過短,會造成切換閥及氣缸壽命變短,需要視工況確定切換時間運行規(guī)律為:前一個流程出氣口為下一個流程的進氣口,前一個流程吹掃口為下一個流程出氣口,前一個流程進氣口為下一個流程吹掃口。如此設置為了好提高蓄熱體的熱回收
在廢氣處理項目中,3塔RTO一般與風機,噴淋塔,阻火器,煙囪等組成一個系統。RTO一般正壓運行,風機應選擇變頻控制適應不同工況。前置噴淋塔可吸收酸、堿性廢氣,減少對RTO爐的腐蝕。后置噴淋塔可進一步降低廢氣排放量。有的有熱回收需求,可在末端增設熱交換器,產生熱水和熱氣回用。煙囪可根據項目需要設計,一般至少為15米高,煙囪越高對廢氣擴散有利,成本也越高。系統的組成需要根據項目來設定,圖4為某RTO項目工藝流程圖(供參考)。
2 RTO 運行的問題及相應措施
RTO由于其較高的處理效率,基本不產生二次污染,運行穩(wěn)定等點,受到很多企業(yè)的青睞,但是經過一段時間的使用,還是暴露出了一些問題,其中比較突出的就是RTO的失火,爆炸等問題。經過分析,主要有以下方面的問題。
(1)密封不嚴,耐高溫及耐腐蝕材料不到位,比如密封材料不耐高溫,高溫閥選用碳鋼材料等等;
(2)冗余不夠,比如測溫元件設置較少,泄爆口未設置等等;
(3)工藝設置不合理,比如新風口沒開或口徑較小,風機選型不合理等等;
(4)突發(fā)性問題考慮不周;
為了RTO 事故的發(fā)生,降低事故損失,在進行RTO系統設需把放在首位。根據筆者經驗,可以采取以下措施。
(1)首先應對廢氣的組份及廢氣的排放特點進行分析,明確相應工藝設置;
(2)嚴格控制和監(jiān)測進口廢氣濃度,使其控制在相應組份爆炸下限的25%以內,這是預防爆炸的基本保障。物的爆炸下限會隨著溫度升高而大幅下降,同時由于化工廠廢氣濃度的波動,所以廢氣濃度須遠低于爆炸下限。具體措施有:a.廢氣主管安裝濃度檢測儀,對于濃度波動性頻繁的,建議設置雙濃度檢測儀,確保[3-4];b.進RTO前須開新風口,對于高濃度廢氣,還要配備稀釋風機;c.進RTO前設置緩沖罐,給濃度檢測儀及閥門動作留下足夠響應時間,體積要合理設置;
(3)高溫旁通閥對于RTO降溫,泄壓,降低隱患特別重要。其閥板應該選擇耐高溫不銹鋼。應采用氣動控制,增加其反應速度。其密封材料要求能在高溫情況下正常運行。應該在高溫閥附近增設專門檢修平臺;
(4)為了降低損失,須在進RTO前設置阻火器,在廢氣主管及RTO后端風管設置防爆膜片,在爐體設置泄爆口。燃燒器所配柴油罐好能夠埋地下,附近好有消火栓等等。
3 RTO 的缺點
3.1 RTO 的點
(1)2塔RTO處理效率高達95%,3塔RTO高達99%;分析:2 塔缺少吹掃流程,所以部分廢氣未經處理,直接排走。
(2)能處理各類VOCs氣體,對廢氣顆粒物濃度及濕度要求不高,適合多種工況;分析:RTO燃燒室屬于高溫環(huán)境,另外蓄熱體為蜂窩式,對顆粒物有包容性,吹掃過程亦可清走顆粒。
(3)排放廢氣溫度偏低,能耗相對較低;分析:蓄熱體熱回收效率高達95%,有效減少廢氣帶走的熱量。
(4)PLC自動控制,設備完全實現自動化;
分析:RTO配置PLC控制柜,大量數據相互鏈接,形成高度自動化。
3.2 RTO 的缺點
(1)一次性投入成本高,運行維護費用高;
分析:RTO所用
蜂窩陶瓷蓄熱體,陶瓷保溫棉以及進口燃燒器價格較高;廢氣濃度越高,廢氣熱值越高,燃燒器可以少開啟或不開啟,反之亦然。
(2)高溫焚燒易產生火災,引起爆炸;
分析:高溫煙氣,容易泄露,尤其在一些防爆區(qū)域易引起火災事故。
(3)焚燒易產生二惡英,氮氧化物等副產品;分析:燃燒器火焰附近溫度較高,會產生以上副產品。
(4)工作溫度高,對于保溫及防護要求高;
分析:工作溫度達850℃,內部需用陶瓷纖維棉保護鋼板,外面亦需防燙保護。
4結語
近幾年隨著國內涉VOCs排放的增多,對于要求加嚴格,各種標準和地方行業(yè)標準陸續(xù)出臺。一些新的廢氣處理技術得到運用,RTO由于其較高、穩(wěn)定持續(xù)的處理效率,得到大量運用。然而RTO造價昂貴,以及性也讓很多企業(yè)望而卻步,如何降低成本以及提高設備運行也成為今后需要關注的問題[5-6]。
VOCs治理是一項系統工程,沒有一項治理工藝可以解決所有問題,因此合理選擇工藝路線,不斷提升和完善治理設備,強化設置才能從根本上解決廢氣處理的問題。