蓄热式热力氧化器GRTO在煤化工领域的应用-第2页-北极星大气网

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05设备介绍

蓄热式氧化炉

GRTO设备是在吸收德美技术的基础上自主开发的三床式GRTO设备，该系统主要由燃烧室、3组结构相同的蓄热床和3个气动切换进气阀，3个气动排气切换阀以及3个气动清吹切换阀组成，9个气动切换阀自动切换，切换周期1~6min，由时间来控制，若出气温度超过设定值，会强制切换。蓄热床内填充规整蜂窝陶瓷蓄热体，其主要材质为致密堇青石，具有优良的耐酸、碱和有机介质腐蚀性、蓄热效果好、热回收效率高、过风阻力小、热胀冷缩系数小，抗裂性能好，寿命长等优点。设备内部内衬300mm以上的耐高温陶瓷纤维保温材料，充分保证设备表面温度低于国家标准，同时可有效防止气体和钢构件接触。气动切换阀均采用知名品牌气动执行器，其中，气动切换阀体采用双相不锈钢材质，切换稳定，使用寿命长，正常工作可切换1000万次。防止与炉体钢板接触部分腐蚀问题，凡与废气接触部分衬防腐涂料，喷涂材料耐高温，可以保证炉体的较长使用寿命，在日常维护过程中，如果有涂层脱落，需要及时的补修，防止大面积氧化。

涡流净化塔

涡流净化塔具有阻力小、能耗省、噪音低、处理效率高，能处理氯化氢气体、氟化氢气体、氨气雾、铬酸雾、氰氢酸气体、碱蒸气、硫化氢气体等气体的新型净化塔，它具有净化效率高、占地面积小、耐腐蚀、耐老化性能好，重量轻的特点。它适用于排放一定浓度的腐蚀性酸雾气体，主要用于化工、电子、医院、研究中心等场所。

工作原理：需处理的废气，由玻璃钢离心风机压入净化塔之进气段后，垂直向上与喷淋段自上而下的液体发生吸收反应，使废气浓度降低，然后继续向上进入填料段，废气在塑料球打滚再与吸收液起中和反应，使废气浓度进一步降低后进入脱水器，净化后的气体排出大气。经测定分析，硫酸雾净化效率可达99%以上，硝酸净化效率可达99%，盐酸雾净化效率可达99.9%、对酸雾净化性达到国内先进水平。涡流净化塔为圆筒型结构形式，全塔由三部份组成，即贮液、进气、喷淋、脱水和出气，出口管连接，塑料球分别装在喷淋内。碱洗净化塔为玻璃钢一体成型，结构紧凑、耐腐蚀，耐高温、外表光滑；除水部份离式产生水气分离；喷水部：高压喷水产生雾状，分上下两段扩大接触处理提高功能。

06GRTO安全方面设计

A．管道内起火对车间的影响：管道内的爆炸，大部分都来源于管道内有大量有机积液突然挥发，再遇上静电而产生的。输送腐蚀性气体的管道比较难做防静电设施，只能降低风速，设计在8米/秒以下的风速比较适合。

B．GRTO失火对车间的影响：GRTO炉膛内的明火很难进入车间过来的管道，因为有2米高左右的蓄热陶瓷，蓄热体本身就是很好的阻火器。在管道前端可以安装阻火器，进一步保障生产车间内的安全。

C．RTO区域内的爆炸：GRTO在点火前要进行吹扫，吹扫的目的是将残留在GRTO管道和炉膛内的有机物清理干净，避免点火时引爆。GRTO入口处有浓度检测仪，响应时间在5秒左右，所以浓度检测仪的安装位置比较重要，且要做缓冲罐，当检测到废气浓度高报警，新风风门会自动打开进行浓度稀释；若废气浓度高会报警，则GRTO切断与生产线间的联机，废气直接旁通到烟囱。现实生产中做多少措施也无法100%避免爆炸，所以在适当的位置加泄爆装置，比如GRTO炉膛顶部有泄爆门，此泄爆门可以靠自重关闭，泄爆后不会影响GRTO的正常运行；缓冲罐上有泄爆片。有这些泄爆措施，即使发生爆炸，也会把爆炸的损失降到最低。

D．应急停电系统设计：GRTO非常害怕突然停电，炉膛内的高温无法快速散去，导致很多防腐材料或者其他设备被高温损坏。设计了一台应急压缩空气储气罐、UPS和手自动控制的泄爆门，一旦突然停电，UPS和应急压缩空气储气罐会将所有风门打到安全位置，比如新风风门开启，吹扫风门开启，泄爆门打开等等；应急压缩空气会进入燃烧器管道，避免高温烟气从燃烧器泄露出来，导致点火管路的危险和损坏燃烧器。但压缩空气罐仅能支撑15到20分钟左右，甲方需要配置备用电源给压缩空气或助燃风机。

E．针对GRTO出口有洗涤塔的系统高温保护：GRTO出口接洗涤塔，若洗涤塔是玻璃钢材质，则GRTO出口温度需要控制在100摄氏度以下，若超过100摄氏度，GRTO自动切断与生产线之间的联机，工艺废气直接进入烟囱。

G．炉膛温度过高保护：炉膛内有2支热电偶，每支热电偶都是双支的，如果一支出现问题，还有一支备用，保证炉膛内温度控制均匀。炉膛温度不能超过980摄氏度，否则内部的蓄热陶瓷和陶瓷纤维组块的使用寿命会受影响，当炉膛温度超过一定值时，燃油管路的双电磁阀会自动关闭，避免柴油泄漏进入炉膛。炉膛温度再高就要打开新风风门去降温，当炉膛温度发生高高报警，GRTO自动切断与生产线的联机，工艺废气直接进入烟囱。

07GRTO运行过程

首次开机时，需要对蓄热体预热，待预热至设定温度后，含挥发性有机化合物(VOCs)的废气通过阀门的切换，进入蓄热床，废气被蓄热陶瓷逐渐加热后进入燃烧室（燃烧室有两个作用：一是保证废气能达到设定的氧化温度，二是保证废气有足够的停留时间，从而使其中的VOCs充分氧化），VOCs在燃烧室内高温氧化分解并放出热量，形成的热风在通过另一蓄热床时，与蓄热体进行热交换，蓄积热量，以减少辅助燃料的消耗，而被氧化的干净气体温度逐渐降低。正常运行过程中，GRTO内部温度控制通过燃烧器来实现。当有机废气浓度达到自持燃烧状态时，产生热量足以满足下一次冷气预热要求时，此时系统无需开启辅助加热装置进行辅助加热，即可完成有机废气氧化，达到节能效果。当GRTO温度出现异常时（即前端浓度太高），通过PLC程序自动控制关闭进气阀，全开异常外排和新风阀，使GRTO设备完全通过新鲜风降温。GRTO炉膛温度通过2根高温热电偶进行实时监控，运行过程PLC程序通过自动调节燃气调节比和相关阀门控制炉膛温度的稳定。当炉膛温度出现异常升温时，可通过GRTO设备的泄温口进行紧急排温。

08设备净化效率

GRTO运行多年，经多方检测，处理效率一直保持在99%以上，炉体外表温在30～50摄氏度作用，烟囱出口温度低于60摄氏度，运行状态良好。

作者介绍：

郑承煜，国家环保部特邀VOCs治理实战技术授课专家，国家千人计划PM2.5特别防治小组专家组成员，国家煤专委成员、煤化工VOCs治理技术中心主任，上海市环保产业研究院大气污染防治研究所所长。

原标题：蓄热式热力氧化器GRTO在煤化工领域的应用

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