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4.2RTO工艺简介
蓄热式热力焚化炉英文名为“RegenerativeThermalOxidizer”,简称“RTO”。是一种高效有机废气治理设备。原理是把有机废气加热到760摄氏度以上,使废气中的VOCs被氧化分解成二氧化碳和少量的水蒸气。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温而“蓄热”,此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气。与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉(TO)相比,具有热转换效率高(≥95%)、运行成本低、能处理大风量低浓度废气等特点。
该法主要特点有:
(1)适用大风量,低浓度的有机废气处理。(5,000-100,000m³/h风量,有机废气浓度在100ppm-4,000ppm之间。)
(2)设备采用PLC程序控制,自动化程度高,适合长期运行。
(3)二室RTO的有机废气去除率在95%以上;三室RTO的有机废气去除率在99%以上。
(4)符合国家提倡的节能减排产业政策,是国外工业发达国家普遍采用的环保设备,与直燃式或催化焚烧炉相比,不仅节约能源90%以上,还可以大大减少温室气体的排放。
(5)应用广泛,适用行业有:彩铝、汽车、摩托车、印铁制罐、彩钢板、集成电路、化工、塑料、制药行业的有机废气、恶臭、Nox、等废气的焚烧处理。
4.3RTO部件简介
氧化室、蓄热室、废气进出风室、陶瓷蓄热体、燃烧系统、控制系统、风机、气动阀门、新风过滤器箱、混合箱、换热器、烟囱。
4.4RTO运行能耗测算
铝涂装行业废气中VOCs浓度一般为6g/m3,下面针对该废气源做热平衡测算:
有机溶剂经过RTO净化后可利用的热量:
红岛实业(英德)有限公司新建2条多涂n印铝涂装线,设计按照零污染为基本原则,将所有烘箱排气均接入RTO进行环保处理,按照设计要求配备50,000m3/h风量处理能力,废气浓度按照6g/m3(C8H10)估算如下:
RTO的换热效率95%,氧化室温度设定为850℃,废气温度150℃,RTO排放温度设定为t,则:
η=(850-t)/(850-150)=0.95,则RTO净化后的排放温度t=160℃
假设最终排放温度为200℃,那么系统外排气体中的热量:Q1=77.5×104kcal/h
有机溶剂为:50000×6=300kg/h
VOCs平均热值为10,000kcal/kg,那么废气中VOCs氧化后释放热量:
Q2=300×104kcal/h
考虑去除效率98%,那么有效氧化热:Q3=300×104×98%=294×104kcal/h
考虑RTO系统5%散热率,则:实际废气氧化热Q4=0.95xQ3=279×104kcal/h
Q4>Q1
即RTO系统可实现无功运行,不消耗天然气。
可利用能耗
则可余热回收的热量为Q5=Q4-Q1=201×104kcal/h
高温850℃,新风20℃,最佳送入烘箱气体温度高于烘箱控制温度150℃,即260+150=410℃,错流热交换最佳温度差为150℃,则换热后高温850℃降低为510℃,则换热器效率为:
∆t=(∆t1-∆t2)÷ln(∆t1÷∆t2)=500℃
(0.31×500×m)÷(0.31×850×m)=58.8%
则可以为生产线提供的热量为:
Q6=201×104×58.8%=118×104kcal/h
即不仅可以实现无功运行(不消耗天然气,魔火偶尔运行)、解决生产线的环保问题,还能够为生产线提供118万kcal/h清洁的高温热量。
天然气热值8600kcal/m3,单价4元/m3,12小时工作制,年开机270个工作日,则年节约:
118×104÷8600×12×270×4=1775520元。
5、结论
金属涂装线外排废气采用蓄热式焚烧工艺设备进行环保处理是非常合适和理想的,不仅处理效果优异,能够完全达标排放,而且运行能耗最省,是金属涂装企业环保处理的最优选择。
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