rto焚燒爐

　　化學(xué)制藥行業(yè)面臨的環(huán)保壓力日益增大，特別是隨著《中華人民共和國大氣污染防治法》的出臺，企業(yè)面臨的VOC整治、臭氣整治壓力更加凸顯。公眾對霧霾天氣危害重視程度的提高，更是將矛頭指向了工業(yè)企業(yè)，化學(xué)制藥行業(yè)更是因為使用的危險化學(xué)品種類繁多，成為重污染行業(yè)的代表之一。為了解決廢氣問題，很多制藥企業(yè)采取了化學(xué)噴淋吸附法、等離子法、生物滴濾法、活性炭吸附法、焚燒法、分子篩吸附濃縮法等處理各類廢氣，其中焚燒法處理有機廢氣是目前的治理有機VOC廢氣最*的方法，具有去除效率高，效率穩(wěn)定，使用壽命長等特點而在范圍內(nèi)有較廣泛的應(yīng)用。焚燒法又分為多種類型，包括RCO、RTO、VAR焚燒爐等，即催化焚燒法、蓄熱式焚燒法、直接焚燒法等。某化學(xué)制藥企業(yè)是一個新規(guī)劃建設(shè)的制藥公司，產(chǎn)生的污染物來源包括污水站運行過程廢氣、生產(chǎn)車間廢氣、廢溶劑、危險固廢等。為全面妥善處置廢氣、廢液污染物，公司從某德國環(huán)保公司引進了RTO蓄熱焚燒爐和VAR直燃焚燒爐，將不同焚燒爐進行組合處理三廢。

　　1.RTO和VAR焚燒爐工作原理的差異

　　RTO焚燒爐

　　即蓄熱式焚燒爐，通過對廢氣焚燒產(chǎn)生的余熱采用陶瓷蓄熱體進行蓄熱，有效利用了焚燒產(chǎn)生的熱量，從而達到經(jīng)濟焚燒的目的。焚燒過程溫度控制在750～850℃。廢氣進口溫度通常為常溫，經(jīng)過RTO焚燒再蓄熱利用后溫度達到100℃左右，即廢氣溫升約80～90℃。焚燒爐內(nèi)氧含量在18%～20%之間，氧含量較高，故對進入RTO焚燒爐的廢氣LEL濃度控制較嚴(yán)格，需要控制在爆炸下限的25%以下。焚燒效率約95%，運行成本和投資成本相比VAR焚燒爐更低一些。

　　1、進入RTO焚燒爐的廢氣要求

　　(1)主要適用于大風(fēng)量、低濃度的廢氣焚燒;

　　(2)含酸性污染物*行預(yù)處理，去除絕大部分無機酸;

　　(3)廢氣中VOC濃度不能過高，一般控制在爆炸下限的25%以下;

　　(4)廢氣不能含明顯固體、粉塵，否則必須經(jīng)過預(yù)除塵、過濾處理;

　　(5)禁止混入氫氣、甲烷氣、乙烯等危險性較大的廢氣。

　　2、RTO的局限性

　　(1)不能處理高含量含氫廢氣、甲烷廢氣、腐蝕性廢氣、乙烯廢氣等危險性廢氣;

　　(2)不能處理LEL濃度超過25%的廢氣，如果高于該濃度要求，則需要經(jīng)過稀釋處理，就會降低焚燒的經(jīng)濟性;

　　(3)廢氣量根據(jù)設(shè)計流量平穩(wěn)排放，不得突然超量排放;

　　(4)不能處理廢液、廢水、固廢。

　　VAR焚燒爐

　　即直接燃燒式焚燒爐，將廢氣、廢液焚燒直接通入爐膛內(nèi)進行*焚燒，燃燒溫度控制在1000～1150℃左右，不能超過1200℃，不能低于900℃。焚燒后煙氣溫度可通過余熱鍋爐進行再利用產(chǎn)生蒸汽，煙氣溫度經(jīng)過再利用后溫度從1100℃降到300℃左右，不能低于280℃。廢氣進口溫度通常為常溫，經(jīng)過焚燒余熱利用后溫度300℃，即廢氣溫升約280℃左右。焚燒爐內(nèi)氧含量控制范圍10%～16%。對進入焚燒爐的廢氣濃度理論上沒有限制，而且濃度越高越經(jīng)濟，但要保證輸送過程安全。因為燃燒焚燒高，故焚燒效率比RTO焚燒爐更高，但是運行費用和投資成本也更高。

　　1、進入熱力焚燒爐(VAR)的廢氣要求

　　(1)小風(fēng)量、高濃度的廢氣;

　　(2)為保證燃燒的經(jīng)濟性和安全型，要求廢氣輸送過程實現(xiàn)全密閉；

　　(3)含酸性污染物必須進行預(yù)處理，去除絕大部分無機酸；

　　(4)不能含明顯固體、粉塵，否則必須經(jīng)過預(yù)除塵、過濾處理；

　　(5)可以焚燒處理氫氣、甲烷氣、乙烯等危險性較大的廢氣；

　　(6)廢氣中氧含量必須嚴(yán)格控制，禁止大量空氣進入廢氣總管，否則會增加管道爆炸風(fēng)險。

　　2、進入焚燒爐的廢液要求:

　　(1)粘稠廢液或常溫下易凝固廢液需預(yù)先調(diào)配至流動性較好狀態(tài);

　　(2)含水溶劑(如廢甲醇)需提純至濃度90%以上，以降低能耗;

　　(3)廢液應(yīng)預(yù)*行除酸、脫鹽、脫水、脫機械雜質(zhì)等處理;

　　(4)廢液中各元素限值(ω):溴0.83%、氯4.16%、氟0.42%、磷0.08%、硫4.16%、有機氮12.5%、灰分4.16%(其中鹽分以及含鈉離子的物質(zhì)不超過總質(zhì)量的2%)。

　　2.化學(xué)制藥廢氣的種類

　　(1)污水處理過程產(chǎn)生的廢氣好氧曝氣過程產(chǎn)生的低濃度VOC廢氣、厭氧過程產(chǎn)生的甲烷氣和硫化氫。

　　(2)化學(xué)制藥過程產(chǎn)生的廢氣

　?、俜磻?yīng)釜或儲罐排放的純有機廢氣;

　?、诜磻?yīng)釜或儲罐排放的含有酸性物質(zhì)的有機廢氣;

　　③真空泵、反應(yīng)釜或干燥器排放的真空尾氣;

　?、苋萜鞒ㄩ_時揮發(fā)的有機廢氣;

　?、莺瑲錃鈴U氣;

　?、藜儫o機廢氣;

　?、叽箫L(fēng)量、低濃度的大空間收集廢氣;

　　⑧緊急情況下排放的廢氣，如安全閥、泄爆口廢氣;

　?、岷u素廢氣。

　　其中①～⑤類有機廢氣，在輸送過程可分為4類廢氣，即腐蝕性VOC廢氣、普通VOC廢氣、含氫廢氣和厭氧沼氣、低VOC廢氣4大類，分開管道輸送，以保證輸送過程的安全性，小風(fēng)量廢氣均可考慮去焚燒處理，其中②廢氣應(yīng)先經(jīng)過除酸處理;⑥、⑦廢氣可以不接入焚燒處理系統(tǒng)，現(xiàn)場處理達標(biāo)后排放;⑧類廢氣可接入應(yīng)急火炬系統(tǒng);⑨類廢氣則應(yīng)經(jīng)過深度預(yù)處理，如果能達標(biāo)則考慮直接現(xiàn)場處理后排放，如果無法達標(biāo)再考慮接入焚燒系統(tǒng)處理。

　　3.RTO焚燒爐和VAR焚燒爐在某制藥企業(yè)VOC治理的組合應(yīng)用

　　上述RTO焚燒爐和VAR焚燒爐的原理差異，各自優(yōu)缺點、各自處理對象的差異，顯然企業(yè)無法用其中一種焚燒爐解決制藥過程所有廢氣，故需要將兩種焚燒爐進行組合使用。一般低濃度廢氣可采用RTO蓄熱式焚燒爐，而高濃度VOC廢氣可采用VAR直燃爐，也可以采用RTO焚燒爐，含氫氣廢氣則只能采用VAR熱力焚燒爐。因為RTO蓄熱式焚燒爐相當(dāng)于把廢氣升溫70～90℃(進口常溫，出口90～100℃)，而VAR直燃爐則需要將廢氣溫升到260～280℃(進口常溫，出口280℃)，因此對于低濃度廢氣，顯然RTO較VAR更加經(jīng)濟。為全面、經(jīng)濟、安全地處理各類廢氣，某化學(xué)制藥公司對RTO焚燒爐和VAR直燃爐進行了組合，分別采購了3套焚燒爐，分別是1套RTO焚燒爐，2套VAR焚燒爐。其中RTO焚燒爐主要處理廢水處理過程產(chǎn)生的低濃度大風(fēng)量廢氣，并混入部分車間高濃度VOC廢氣作為補充，以提高廢氣熱值，減少燃料費用。VAＲ焚燒爐主要處理生產(chǎn)過程產(chǎn)生的各類高濃度VOC廢氣、高熱值廢液、高濃度廢水、含氫氣廢氣。

　　4.RTO和VAR焚燒爐運行差異

　　1、處理效率

　　RTO焚燒爐的處理效率一般可控制在95%以上，但難達到98%以上，主要因為焚燒溫度的限制，無法*焚燒所有有機物。VAR焚燒處理效率一般可控制在98%以上。表1是RTO焚燒爐和VAR部分檢測項目和檢測效率。

　　2、運行費用和經(jīng)濟性

　　某制藥企業(yè)RTO焚燒爐和VAR焚燒爐運行費用比較如表2～表4所示。

　　可以看出，某公司RTO運行費用每年約181萬元/年，VAR費用每年基本可以持平，甚至還有盈余，但VAR焚燒爐較RTO焚燒爐建設(shè)成本高，項目建設(shè)費用相差約10倍，且VAR焚燒爐排放標(biāo)準(zhǔn)參照《危險廢物焚燒爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，每年例行監(jiān)測項目多、費用高、達標(biāo)要求高。

　　rto蓄熱式焚燒爐廠家

　　工作原理

　　蓄熱式熱力焚燒爐（RTO），是一種高效的有機廢氣處理設(shè)備，其工作原理是，把有機廢氣加熱到760-850攝氏度，使廢氣中的揮發(fā)性有機物（VOCs）氧化分解為二氧化碳和水。

　　氧化過程產(chǎn)生的熱量存儲在特制的陶瓷蓄熱體，使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內(nèi)儲存的熱量用于預(yù)熱后續(xù)進入的有機廢氣，該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程，從而節(jié)省廢氣升溫過程的燃料消耗。

　　2、 RTO在國內(nèi)的技術(shù)發(fā)展歷程

　　2.1 代RTO

　　代RTO是兩床式結(jié)構(gòu)，由兩個陶瓷蓄熱體填料床組成，以的一進一出過程完成“蓄熱”和“放熱”過程的切換。

　　RTO設(shè)備的分解效率主要由反應(yīng)溫度、停留時間、氣體流速等因素決定。兩床式RTO有2個蓄熱室，工作時2個蓄熱室大約1min-2min切換一次狀態(tài)（進口-出口），風(fēng)門在切換過程中大約有0.3s-0.6s的時間直接將高濃度的廢氣排到排放口，且當(dāng)前進氣蓄熱室底部殘留的未分解廢氣也被直接排出。

　　大量工程應(yīng)用表明：兩床式RTO的VOCs的分解效率為95%，綜合熱效率為90%，進出口溫差高達45攝氏度。在閥切換時，廢氣管道內(nèi)的壓力波動范圍為±500pa，當(dāng)兩床式RTO進氣口VOCs濃度大于1g/m3時，出口濃度會超過北京和上海的地方排放標(biāo)準(zhǔn)（50mg/m³）。

　　2.2第二代RTO

　　第二代RTO同樣是采用閥門切換式，由三個或多個陶瓷填充床組成, 在代RTO的基礎(chǔ)上增加了“吹掃”功能，大大的提高了廢氣分解效率。

　　三床式RTO原理：

　　階段一：廢氣通過蓄熱床A被預(yù)熱，然后進入燃燒室燃燒，蓄熱床C中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進行焚燒處理（吹掃功能），分解后的廢氣經(jīng)過蓄熱床B排出，同時蓄熱床B被加熱。

　　階段二：廢氣通過蓄熱床B被預(yù)熱，然后進入燃燒室燃燒，蓄熱床A中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進行焚燒處理，分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床C排出，同時蓄熱床C被加熱。

　　階段三：廢氣通過蓄熱床C被預(yù)熱，然后進人燃燒室燃燒，蓄熱床B中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進行焚燒處理分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床A排出，同時蓄熱床A被加熱。

　　如此周期性運行，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解，燃燒室內(nèi)溫度維持在設(shè)定溫度（一般為800-850攝氏度）。當(dāng)RTO進氣口的廢氣濃度達到一定值時，VOCs氧化釋放的熱量能夠維持RTO蓄熱和放熱的能量儲備，則此時RTO不需要使用燃料就能夠維持燃燒室內(nèi)的溫度。

　　大量工程應(yīng)用表明：三床式RTO的VOCs的分解效率可達99%，綜合熱效率可達95%，進出口溫差在40攝氏度左右，在閥切換時，廢氣管道內(nèi)的壓力波動在±250pa。三床式RTO的VOCs處理濃度不能超過5g/m3，不然會超過某些地方（例如北京、上海等）排放標(biāo)準(zhǔn)。另外由于其比表面積較大所以自身運行散熱量較大，降低了可供回用的余熱量。

　　2.3 第三代RTO——旋轉(zhuǎn)閥式RTO

　　第三代RTO采用旋轉(zhuǎn)閥進行分流導(dǎo)向，在爐膛內(nèi)設(shè)置多個等份的陶瓷填料床，通過旋轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動把有機廢氣導(dǎo)向各個蓄熱床進行預(yù)熱和氧化分解。

　　旋轉(zhuǎn)式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉(zhuǎn)閥等組成。以爐體分成12個陶瓷填料床為例，其功能分為5個進氣室（預(yù)熱區(qū)）、5個出氣室（冷卻區(qū)）、1個吹掃室和1個隔離室。廢氣分配閥由電機帶動，作連續(xù)、勻速轉(zhuǎn)動，在分配閥的作用下，廢氣緩慢在12個室之間依次通過。

　　廢氣經(jīng)進氣分配器進入預(yù)熱區(qū)，使廢氣預(yù)熱到一定溫度后進入頂部的燃燒室，并*氧化分解。凈化后的高溫氣體離開燃燒室，進入冷卻區(qū)，將熱量傳給陶瓷蓄熱體，而氣體被冷卻，并通過氣體分配器排出。冷卻區(qū)的陶瓷蓄熱體吸熱，“儲存”大量的熱量（用于下個循環(huán)加熱廢氣）。

　　如此不斷地交替進行，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解，當(dāng)廢氣中VOCs濃度超過一定值，氧化分解釋放熱量足以維持燃燒室的反應(yīng)溫度時，則不需要用燃料進行加熱，限度的保證能量循環(huán)利用。

　　旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs的分解效率可達99.5%，熱效率可達97%，其進出口溫差20攝氏度左右，限度的降低了RTO運行中的熱損失，保證了熱能的二次回收利用。

　　旋轉(zhuǎn)閥的平穩(wěn)連續(xù)轉(zhuǎn)動，對廢氣管道的壓力影響僅為±25pa，對于某些特定行業(yè)廠家來說極其重要。由于具有很高的分解效率，旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs入口廢氣濃度可高達10g/m3。

　　2.4 旋轉(zhuǎn)閥式RTO與傳統(tǒng)三床式RTO性能對比

　　從以上表格可以看出，在保證VOCs達標(biāo)排放的前提下，旋轉(zhuǎn)式RTO的基本性能都優(yōu)于三床式RTO。