蓄热式热氧化炉(RTO)处理医化废气的运行管理与优化

摘要：结合实际的使用经验，从蓄热式热氧化炉(RTO)的选材、运行能耗、控制方式与安全运行、进出口阀4个方面，探讨了RTO在医化废气处理过程中的运行管理与优化。

0引言

近年来，我国的医药化工行业得到了长足发展，特别是原料药和医药中间体增长迅猛，我国已成为世界上最大的原料药和医药中间体生产国，医化行业成了一些地区的支柱产业之一，而由此产生的废气污染问题也成为了全社会关注的焦点。经过持续多年的环境深化整治，虽然医化行业的废气污染在一定程度上得到了控制，但仍存在很多问题。

医化行业的废气具有成分复杂、总体产生量大、产生量波动大、挥发性有机化合物(VOC)浓度波动大等特点。其主要污染物(如苯类、酮类、醚类、卤代烃类等)多为有毒、有害且具恶臭性质的气体，进入自然环境后对人体健康和生态环境危害较大，如何处理医化行业的废气一直是环保领域的重点和难题。

因医化废气超标排放影响周边生活环境所引起的投诉与纠纷越来越多，在某些地区，部分中小企业因无法承担巨额的环境治理费用，或迫于地方环保压力不得不选择关闭停产。医化行业的环保门槛越来越高，环保设施投入越来越大。在这种情况下，很多医化企业花费大量资金购置环保设备，但是因为缺乏合理的技术引导，导致大部分设备没有发挥作用或难以发挥作用，很多环保设施成为摆设，成为应付政府环保部门检查的形象工程。而有些环保工程公司为了追求利润，夸大其环保设施作用，避而不谈其缺点及使用条件的限制，导致社会资源浪费。某些企业环保管理人员因缺乏必要的环保专业知识，过于相信环保公司对其环保设施的介绍，认为可以一劳永逸，从另一方面增加了环保设施正常运行的难度。

1蓄热式热氧化炉(RTO)的介绍

纵观医化废气处理过程，从最初的冷凝、酸碱吸收、化学氧化到微生物滴滤、碳纤维吸附、低温等离子、催化氧化、蓄热式热氧化等，可以说没有一项技术可以通用于所有行业。以上某些技术在一些领域(如石化、汽车制造、城市污水处理等)得到了较好应用，但是不能认为就适合在医化行业推广，上述技术均有一定的选择性和限制性。例如，比较先进的催化氧化技术，因催化剂的选择性较强而阻碍了其在医化行业的应用;低温等离子对小分子污染物作用有限，氧化不彻底;微生物滴滤在城市污水处理过程中用于除臭效果明显，在医化废气处理方面也有部分成功实例，其结构简单、维护管理方便、运行费用低廉，但技术上还需要进一步研究和完善。

相对而言，蓄热式热氧化炉(RTO)因其对废气成分选择性小，高温对有机气体破坏较彻底，从而具有一定优势，但它也还存在一定的局限性。由于RTO在国外的研究发展历史只有30多年，在我国只有10多年，技术上还不成熟，实际应用经验也不够，比如对废气量和VOC含量不稳定的废气处理运行管理难度较大，控制当会导致产生一定的安全风险等。现阶段蓄热式热氧化炉(RTO)并不是最佳、最彻底有效的医化废气处理方法，不能从根本上解决医化行业的废气污染问题。

常用RTO的蓄热床为3个(也有2床及3床以上，因处理效率及实用性等原因不常用)。蓄热床由多孔蓄热陶瓷制成，废气从蓄热床底部进入，经蓄热床预热，至燃烧室充分氧化放热，再从另一床顶部进入，热量留在蓄热床内，然后从底部排出，1床进气、1床蓄热、1床吹扫(减少因进气残留在陶瓷中的废气进入尾气，提高VOC去除率)，通过进出口阀的自动切换实现上述3个过程在每一床中轮流进行。

本文结合实际使用经验，从以下几方面探讨RTO在医化废气处理过程中的运行管理与优化。

2RTO的选材问题

医化废气成分复杂，且废气组分中含卤素、氮、磷、硫的有机物质，这些物质一旦经高温焚烧后就会产生酸，对RTO设备造成严重腐蚀，甚至导致设备无法运行，而且容易导致废气排放口酸性物质严重超标。

医化废气中含有的卤素、氮、磷、硫等有机物多数来源于含这些元素的溶剂、物料及副产物。导致这些物料的挥发主要源于投料、转料、反应、溶剂回收、抽滤、压滤等生产阶段，生产时除应尽量避免采用容易导致溶剂大量挥发的操作(如尽量少用离心机等)外，还应加强废气冷凝回收，采用多级冷凝、普冷与深冷结合的方式。对于像二氯甲烷这一类沸点低且含卤素的溶剂，在冷凝回收的基础上，建议采用碳纤维吸附装置，提高回收效率。

在医化行业中，杜绝含卤素、氮、磷、硫的有机物质进入RTO系统是不现实也是不可能的，但必须从源头抓起，减少使用产生这类物质的溶剂，加强车间管理，强化过程回收，优化末端治理。

对于末端治理设施RTO来说，因其运行温度高，除蓄热陶瓷之外的大部分材料只能选用钢材，而酸对钢材的腐蚀又很严重。这样的条件下，双相钢是一个较好的选择。在设备的制造过程中，如果设计合理，选材得当，再加上运行管理较好，RTO蓄热床的出口温度一般不会超过100℃，这样，RTO在蓄热床支架以下的部分就可以考虑采用其他工程材料或钢材做防腐处理，如环氧树脂、衬四氟、搪玻璃或玻璃钢等材料，选材还必须综合考虑强度、承重、安全要求以及异常情况等。

废气排放口要达标排放，RTO出口必须是可以吸收酸的，吸收塔的选型应综合考虑废气量、酸浓度、吸收方式、吸收液种类等因素。常用吸收液为碱液，建议采用多级吸收：一级水吸收常开，二级碱液常开，三级碱液备用。碱性吸收液的碱浓度不宜过高，以免大量吸收二氧化碳生成碳酸盐，导致塔内结垢。具体控制指标应根据实际情况控制pH值，吸收液在因盐析出而较浑浊时进行更换，不能根据时间而定。