工艺流程图如图所示,需方将已预处理的废气汇总*RTO界区前碱洗除湿塔进口法兰处,经需方汇总管道及碱洗除湿塔的阻力由需方原有风机克服,并保证废气进入RTO 界区碱洗除湿塔出口保持零压或微正压。废气经在碱洗除湿塔内喷淋洗涤除去酸性组分及除湿之后,经过阻火器,通过主风机进入旋转式RTO,在RTO旋转阀分配下进入蓄热室,气体上升过程中吸收热量预热到760℃以上进入反应室,在炉顶反应室达到760-900℃时VOC气体完全氧化分解,废气在炉顶停留时间≥1.0S,在高温反应室废气完全燃烧后产生的高温洁净气进入另5个蓄热室放热,净化后的气体经排气筒达标排放。
废气中含有H2S,燃烧后会生成SO2酸性组分,因H2S浓度未知,本项目预留脱硫装置接口,后期运行若SO2不达标由需方增设脱硫装置。
本项目需在废气主管道上设置LEL浓度检测仪并与新风比例调节阀连锁,保证进入RTO的VOCs废气在安全浓度范围之内,一旦废气浓度超高,打开应急排空阀应急排空。
考虑到废气中含有HCl气体,需要在RTO低温管道做防腐措施。
当浓度过高或者紧急事故发生时,紧急排放阀打开,废气阀关闭,废气由紧急排放阀经过活性炭应急吸附后进行紧急排放。
旋转式RTO,也称旋转式蓄热氧化炉。其原理是在高温下将可燃废气氧化成对应的氧化物和水,从而净化废气,并回收废气分解时所释放出来的热量,热回收效率达到95%以上。
旋转式RTO主要由燃烧室、陶瓷填料床和旋转阀等组成。炉体分成12个室,5个室进废气,5个室出净化气,1个室清扫,1个室起隔离作用。废气分配阀由电机带着连续、匀速转动,在分配阀的作用下,废气缓慢在12个室之间连续切换。旋转式RTO的密封结构采用接触式密封,具有耐磨、耐高温、耐腐蚀的特点。
旋转式RTO与床式RTO相比较,其优势在于:
RTO类别 | 两床式RTO | 三床式RTO | 旋转式RTO |
对管道风压影响 | ±500Pa | ±250Pa | ±25Pa |
占地面积(以两床为基准) | 100% | 130% | 65% |
重量(以两床为基准) | 100% | 150% | 80% |
综合热效率 | 84% | 92% | 95% |
*高净化效率 | 95% | 99% | 99.5% |
结构 | 4个阀 | 9个阀 | 1个旋转阀 |
旋转式RTO是第三代RTO,在各方面性能及后期维护费用上都全面优于床式RTO,其对比如下:
(1)净化效率对比:
传统床式RTO:采用切换阀,其需要在*短时间内(0.5S)循环地改变气体的流动方向,因此直接影响废气净化效果和装置的正常运行;以两床式RTO为例,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(即死区)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,入口阀和出口阀在*短时间内同时启动,有可能使进入的废气直接与净化气一起排入环境,造成排放口废气浓度突增现象。
旋转RTO:采用旋转式气体分配阀代替切换阀,废气从底部经过气体分配器进入预热区,使气体温度预热到接近650℃后进入到顶部燃烧室,并完全氧化,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,大量减少了废气的泄露,并可消除在阀门切换时产生的压力波动和脉冲。
(2)热效率对比:目前床式RTO热效率都按95%设计,而影响热效率的因素有切换时间,床层高度,废气质量流速等,所以在床层高度和废气质量流速合适情况下,切换时间是影响热效率的关键因素。切换时间短,可获得较高的热效率,延长切换时间,热效率就降低。在实际应用中循环持续时间都很短,RTO的热效率均在85%-92%左右。但是,阀门频繁、快速切换会引起气体压力波动而造成装置的不稳定操作。所以从操作、维护来讲,宁可选择较长但比较合理的的切换时间。而旋转式RTO能够完全避免这个缺点,其无时无刻不在“切换”,*终热效率高达95%。
(3)占地面积对比:床式RTO*少需要两个炉体或者三个炉体的空间,并且均采用方形的蓄热室,旋转式RTO只需一个炉体的空间,设备自身体积小,热量散失少,也间接地提高了热效率;
(4)压力波动对比:传统床式RTO因为气流切换采用切换阀,在开关动作过程中会对切换阀前后造成较大的压力波动,在压力波动较大情况下,不仅会导致废气进入后端炉体的处理效率降低,严重情况下会造成前端生产波动,影响生产质量;而旋转式RTO废气进入炉体属于连续式,不存在通断现象,废气压力波动小,不会对前端生产设施造成影响;
(5)后期维护对比:传统床式RTO采用的切换阀,属于核心部件,拿两床RTO为例,其具有四个切换阀,属于易损件,故障率高,由于切换阀年百万次频繁动作容易造成磨损而影响使用寿命,并且影响密封性,造成废气泄漏,所以每隔一段时间就需对其进行更换。而旋转式RTO用旋转阀取代了床式RTO的切换阀,且阀体使用寿命长,故障率低,后期维护频率及费用低。同样,传统床式RTO和旋转式RTO相比炉体体积大,保温棉使用量大,在使用同等质量保温棉情况下,传统床式RTO后期投资更高。