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5RTO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.RTO失火对车间的影响:RTO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:RTO在点火前要进行吹扫,吹扫的目的是将残留在RTO管道和炉膛内的有机物清理干净,避免点火时引爆。RTO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RTO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RTO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RTO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:RTO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。我们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RTO出口有洗涤塔的系统高温保护:RTO出口接洗涤塔,若洗涤塔是玻璃钢材质,则RTO出口温度需要控制在100摄氏度以下,若超过100摄氏度,RTO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,RTO自动切断与生产线的联机,工艺废气直接进入烟囱。
6RTO
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,RTO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RTO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RTO设备完全通过新鲜风降温。RTO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RTO设备的泄温口进行紧急排温。
7RTO成本运行分析
该设施在运行过程中主要的费用为电耗和天然气,以及部分维护费用,如预滤材料的更换。运行费用估算见下表1:
(1)主风机、助燃风机、泵按16h/d,250d/a;电费0.75元/kwh,电机实际功率为额定功率的0.8,变频风机节能按0.70计。
(2)RTO设备首次开机预热以及引入废气后维持炉温所产生费用,每次预热时间按3小时计,每年预加热按12次计算;每天考虑到生产运行过程中由于浓度过低需要补充加热,每天按补充天然气量为20立方米,每次升温用天然气按50立方计算。天然气按2.5元每立方。
废气浓度达到2800mg/m3时,系统可以维持自运行,不需要补充天然气加热。
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