蓄热式热氧化炉处理涂布有机废气可行性分析研究-北极星VOCs在线

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摘要：智能节能膜生产的涂布干燥过程中产生大量有机废气，主要污染因子是乙酸乙酯、丁酮等，通过对蓄热式热氧化炉运行原理及对涂布干燥产生的有机废气处理效率的介绍，举例计算去除有机废气过程中天然气消耗量和燃烧天然气产生的二次污染物氮氧化物的量，同时介绍多种常用有机废气处理方法的原理，并对多种有机废气的处理效率、主要优点、缺点等对比，从经济、技术角度对蓄热式热氧化炉处理智能节能膜涂布干燥有机废气的可行性进行分析。

前言

挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds，简称VOCs)，指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或等于0.01kpa具有相应挥发性的全部有机化合物。智能节能膜贴在建筑门窗，汽车玻璃和工业金属的表面，可以实现冷热双向调节，达到冬天保暖，夏天保冷的效果，可以有效节约能源。复合智能节能膜主要分4层，第一层防刮伤涂层，即UV涂层(丁酮溶剂、丙烯酸树脂)，第二层高分子基温控涂层，包括PET基材和温控涂层，第三层安装胶涂层(乙酸乙酯溶剂、丙烯酸压敏胶)，第四层离型膜层。精密涂布是智能节能膜生产的主要工艺，常温下涂布涂料后，由导热油炉加热保持温度在80%～100cC之间涂布干燥，在uV涂层干燥过程，丁酮溶剂全部挥发，安装胶涂层干燥过程，乙酸乙酯溶剂、丙烯酸压敏胶中的乙酸乙酯全部挥发，产生大量挥发性有机化合物，本文模拟了蓄热式热氧化炉(RegenerativeThermalOxidizer，简称RTO)处理年产1000万平方米智能节能膜UV涂层、安装胶涂层干燥过程有机废气VOCs的经济、技术可行性。

1RTO运行原理和经济可行性分析

1.1RTO运行原理

蓄热式热氧化炉的工作原理是，有机废气经预热室吸热升温后，进入燃烧室高温焚烧，使有机物氧化成CO2和H2O，再经过另一个蓄热室蓄存热量后排放。将生产车间主要含有乙酸乙酯或丁酮的有机废气VOCs(100℃)，通过进风口进入分风室，在旋转阀门的作用下进入蓄热床，废气被蓄热陶瓷逐渐加热后进入燃烧室，VOCs在燃烧室内高温氧化(800℃)并放出热量，高温烟气再与另一侧蓄热床上的蓄积陶瓷进行热交换，将热量蓄积在蓄热陶瓷上，烟气以140℃左右的温度排放。通过旋转阀门的转动，废气进出陶瓷的区域被轮换，实现蓄热区与换热区的交替转换。当废气中所含VOCs浓度超过平衡浓度时，RTO不需补充燃料便能够维持设备的自运行，同时可对外通过换热器、锅炉等形式输出系统余热，热量平衡方程式如下：

1.2.2RTO处理有机废气的经济可行性分析

根据项目的实际运行情况，UV涂层干燥过程主要挥发丁酮溶剂，干燥时间2000h/a。VOCs的产生速率为15.72ks/h(218mol/h)，浓度为1310ms/m，小于RTO维持自运行时的最低VOCs浓度，需要补充燃烧天然气;安装胶涂层干燥过程主要挥发乙酸乙酯溶剂、丙烯酸压敏胶中的乙酸乙酯，干燥时间2000h/a，VOCs的产生速率为71.94ks/h(816.5mol/h)，浓度为5995ms/m，大于RTO维持自运行时的最低VOCs浓度，可以回收VOCs氧化后的余热用于有机热载体炉的涂布干燥用热。