蓄热式热氧化炉(RTO)处理医化废气的运行管理与优化

3RTO的运行能耗问题

如果RTO运行管理不善，车间废气处理控制不好，往往造成RTO运行能耗大、成本高，企业往往因过高的成本而停止运行RTO，仅仅把RTO当作形象工程。

RTO的运行能耗主要是电和燃料。一旦设备定型了，电耗基本恒定，风机可采用变频控制省电，这里不做讨论，主要讨论燃料问题。因废气量不稳定、浓度不稳定，加上车间废气控制不好，所以在RTO启动及运行过程中，需要经常补充燃料(常用柴油、天然气)以维持燃烧室温度。

燃料消耗多少，关键取决于蓄热陶瓷的蓄热能力，通常以RTO在能够维持正常运行而不需补充燃料所需的最低VOC浓度来衡量RTO的能耗高低。此数值越低，则能耗越低。性能超好的RTO此数值可达450×10-6mg/L。另外，RTO的能量损耗主要是尾气带走的热量和表面散热损失，尾气带走热量与废气量和进出口温差相关，尾气温度越低、进出口温差越大，则能耗越低。表面散热损失体现在箱体表面温度与环境的温度差，保温效果好则温差小，散热损失小。当然，能耗还有可能跟局部地方保温薄弱及高温气体泄漏有关。

在企业选择RTO时，提供给RTO设计厂家的风量及有机物浓度参考值需要综合考虑，风量选择过大，VOCs浓度偏小，运行能耗高。风量选择过小，VOCs浓度偏大，容易在炉膛发生回火、闪爆等安全事故，且高浓度有机废气在输送过程中也容易因静电等发生爆炸事故。因此，设计时应适当放大风量，降低安全风险。还可以采用变频控制等手段，根据生产情况调节风机风量，以降低能耗。

在RTO的运行过程中，应优化控制手段，在废气进炉膛前，尽可能除掉入口喷淋塔带来的水分，减少水分汽化所需热量;同时，还应优化进出风时间、保持燃烧室温度、加强阀门密封度等，还可在进气风管采用计量泵与蒸发器组合的方式，人为控制一些不可套用的废溶剂的蒸发，在废气VOC较低时提高VOC浓度，以达到不使用燃料就能维持正常燃烧的目的，从而减少燃料消耗。一般来说，RTO维持正常运行对VOC浓度的要求远低于其爆炸下限，还可根据炉膛温度随时调整或关闭废溶剂的蒸发，所以其安全风险是可控的。

4RTO的控制手段及安全措施

关于RTO配套的控制手段，每个厂家各有所长。通常存在的最大问题是废气浓度异常控制。

一般来说，废气浓度异常指废气中VOC浓度偏离RTO正常运行需要，尤其是废气浓度偏高容易带来安全风险。一些厂家采取废气总管恒压(废气总管负压情况与引风机变频器连锁)以恒定废气流速，但是并未能够解决VOC浓度波动问题。有一些厂家采用在VOC浓度较高时加新风稀释的方法，此方法的关键问题是如何及时、准确地测定废气浓度，从而确定稀释风与废气的比例。而如何及时、准确地测定废气浓度并反馈到控制系统中，这就对VOC在线监测仪的要求非常高。在企业内部，RTO与废气产生点的距离也就几十米，最多几百米，扣除数据传输、系统反应及相应的阀门动作所需要的时间，留给在线监测仪采样和数据分析的时间往往只有几秒最多几十秒，而在线监测仪要在几秒到几十秒的时间内完成采样和数据分析，困难较大，目前还没有比较成功的案例。另外，VOC在线监测仪一般安装在室外，使用环境较差，对VOC在线监测仪的要求更高。

对于上述问题，目前只能退而求其次，采用产点控制、后端加大新风量的方法加以应对，实际上也属无奈之举，因国内已经发生多起RTO回火及闪爆事故，不得不谨慎考虑。平时多对废气总管浓度进行取样检测，分析VOC浓度变化规律，对容易产生大量废气的点加以控制(如溶剂回收塔)，运行中注意RTO蓄热床温度变化情况，及时调整主风机和新风风机运行频率，可以在一定程度上降低此风险。但是要彻底解决此问题，还需要研究人员继续努力。

RTO出现故障停机时，一些厂家的设计程序是主风机、新风风机都停止运行，进出口阀门自动关闭。如果阀门密封很好，这时候不会产生安全问题。但如果进出口阀密封不好，就会有废气和新风进入管道、炉膛，容易发生闪爆。所以，一般建议修改程序，在出现故障停机时，新风风机不能停止运行。

另外，如果突然停电，新风风机不能运行，并且进出口阀门不能自动关闭，废气和新风极易进入管道、炉膛，安全隐患更大。为了应对突然停电引起安全事故的情况，应考虑装备UPS给自控系统供电。还可以考虑安装氮气系统，在突然停电时自动向管道、炉膛内输送氮气，降低系统内部的氧气含量，以保证安全。

5RTO的进出口阀问题

由于必须在一定的时间间隔内实现蓄热、燃烧与吹扫的频繁切换，进出口阀成了RTO的关键部件之一。尽管正常情况下废气出口温度不高，对进出口阀材料无特殊要求，但必须考虑进出口阀的密封性、灵活性、可靠性和使用寿命。因为废气中含有的微小粉尘以及频繁动作，势必对密封面造成磨损，这些因素应当在选用进出口阀时予以充分考虑。如果出现阀门密封不严、压力损失过大、动作速度慢等问题，就会影响RTO的使用性能和节能效果。严重时还会出现安全问题，前面已有论述，此处不再赘述。

6结语

蓄热式热氧化技术在我国正处于蓬勃发展时期，它在节约能源和减少废气污染方面具有很大优势，总体上有利于我国建设资源节约型社会和实现可持续发展战略。研究开发更安全、更有效、更经济、更方便运行控制、更低VOC浓度下不补充燃料就能正常运行的蓄热式热氧化技术将是一项会产生巨大经济效益和社会效益的宏伟工程。

另外，融合了催化氧化装置低工作温度和蓄热式热氧化装置再生特性的蓄热式催化氧化装置(RCO)已崭露头角。RCO能在更低的VOC浓度下运行，能最大限度降低VOC氧化技术的运营成本。