RTO裝置的結構與工作原理

【資料簡介】

RTO蓄熱式熱力氧化裝置，是非常常見的VOC廢氣處理裝置，其可以處理絕大多數的VOC氣體，自動化程度高，運行費用低，在廢氣處理工程中有大量的運用。之前已經介紹過RTO裝置的結構與工作原理，現在就來為大家簡單介紹一下RTO工作流程。
兩室RTO

就一般RTO凈化裝置而言，通常至少需要用兩臺蓄熱室來操作。典型的RTO裝置主要是由兩臺蓄熱室及頂部相連通的燃燒室所組成。一般的蓄熱室截面可以是方形或圓形，在其中填充蓄熱體。通常采用具有良好耐高溫性能的陶瓷材料作為蓄熱體；蓄熱體的結構、形狀如同化工過程中常用的陶瓷填料一樣，分為散堆填料(例如陶瓷矩鞍環)和規整填料(例如陶瓷蜂窩填料)兩類。在燃燒室中設有輔助燃燒器，可用油或天然氣作燃料來燃燒。輔助燃燒器的作用主要是為了在開工時將蓄熱體加熱到一定溫度，或當廢氣中可燃物的濃度較低時，需要補充燃料來維持燃燒室所要求達到的反應溫度。蓄熱室和燃燒室均砌有耐火磚，并用陶瓷纖維保溫；為便于檢修，通常在燃燒室的一側設有人孔。裝置中沒有金屬暴露在高溫區內，而與高溫氣體接觸的切換閥、閘板等均有特殊的隔熱措施。基于耐火材料具有髙的蓄熱容量，因而即使當廢氣組成或可燃物的熱值有波動時，也能使燃燒室保持均勻的溫度分布。

兩室RTO工作流程如下：

在開工時先用新鮮空氣代替有機廢氣，借燃燒器將蓄熱室加熱到一定溫度。由于蓄熱體具有*的儲熱性能，所以從一個冷的RTO加熱到800～850℃，并且還要達到正常的溫度分布，一般要經過幾天時間(目前也有縮短到以小時計)。
在正常操作時，比如1號蓄熱室已在前一個操作循環(或稱周期)中存儲了熱量，有機廢氣首先從底部進入1號蓄熱室，廢氣通過蓄熱體床層被預熱到接近燃燒室溫度，而蓄熱體同時逐漸被冷卻；接著，預熱后的廢氣進入頂部燃燒室(即主反應區，氣體在燃燒室中的停留時間約為1s)，在燃燒室中有機化合物被氧化后，即作為高溫凈化氣進入2號蓄熱室；此時，凈化氣將熱量傳給蓄熱體，蓄熱體床層逐漸被加熱，而凈化氣則被冷卻后排出。當1號蓄熱室冷卻到尚可允許的溫度水平時，就應切換氣流的流向，即完成第1個循環。切換流向后，有機廢氣進入已被加熱過的2號蓄熱室，反應后的凈化氣則將熱量傳給已冷卻的1號蓄熱室，如上所述一樣，完成第2個循環。這樣通過不斷反復循環操作來實現廢氣的凈化和熱量的充分利用。一個循環時間，即切換時間為30～120s(兩個切換時間就是一個全周期時間)。如果廢氣中可燃物濃度達到自供熱操作的水平，那么燃燒器只需在開工時使用，在正常運轉時可以關閉。
三室或多室RTO

若對有機廢氣的凈化率要求很高，則可采用兩種方法：一種是延長循環時間的操作方法，但這樣會使熱效率降低；另一種常用的方法是增加一臺沖洗用蓄熱室，即采用三室RTO裝置。

三室RTO工作流程：

①待處理有機廢氣進入1號蓄熱室的陶瓷蓄熱體(該陶瓷蓄熱體儲存了上一循環的熱量)，陶瓷蓄熱體放熱降溫，而有機廢氣吸熱升溫，廢氣離開蓄熱室后以較高的溫度進入氧化室，此時廢氣溫度的高低取決于陶瓷體體積、廢氣流速和陶瓷體的幾何結構。有機廢氣在氧化室中由燃燒器加熱升溫至設定的氧化溫度，使其中的VOCs成分分解成二氧化碳和水。由于廢氣已在蓄熱室內預熱，燃料耗量大為減少。氧化室有兩個作用：一是保證廢氣能達到設定的氧化溫度；二是保證有足夠的停留時間使廢氣中的VOCs充分氧化。
②廢氣在氧化室中焚燒，成為凈化的高溫氣體后離開氧化室，進入2號蓄熱室(在前面的循環中已被冷卻)，放熱降溫后排出，而2號蓄熱室吸收大量熱量后升溫(用于下一個循環加熱廢氣)。凈化后的廢氣經煙囪排入大氣，同時引小股凈化氣清掃3號蓄熱室。排氣溫度比進氣溫度高50℃左右。
③循環完成后，進氣與出氣閥門進行一次切換，進入下一個循環，廢氣由2號蓄熱室進入，3號蓄熱室排出。在切換之后，清掃1號蓄熱室。如此交替。

三室RTO裝置可用于小到中等的廢氣流量。如果處理的廢氣流量很大時，還用三室就有問題，首先，切換閥門相應也要做得很大，大閥門難以做得精密；其次，當蓄熱室容積太大時，不能保證氣流的均勻分布而影響傳熱效果。因此，當廢氣流量很大時(一般大于60000m3/h)，就應過渡到五室RTO裝置，即兩個兩室并聯加上一個室用于沖洗。為了使燃燒室的溫度達到均勻，在頂部相連的燃燒室中，可設置兩個以上的燃燒器。同樣，當處理量更大時，可用七室，兩個三室并聯加上一個沖洗室；為適應負荷的變化，在七室相連通的頂部可設置兩組燃燒系統，每組有三個燃燒器(1、3、5為一組和2、4、6為一組)。