蓄热燃烧装置通常由换向设备、蓄热室、燃烧室和控制系统等组成。根据其设备结构的差异化,RTO 可分为塔式和旋转式两大类。
塔式RTO包括第一代两室RTO和多室RTO。特点是具有2个或多个陶瓷填充蓄热室,通过阀门的切换,蓄热体的预热和热回收,从而达到预热的目的。
两塔式 RTO 的缺少清洗环节,在循环结束时,一部分废气还残留在蓄热体里,当阀门换向后,这些未经处理的废气经烟囱直接排出。
因此,两塔式RTO的VOCs处理效率低于三塔式。目前也有通过设计缓冲罐来缓存残留废气,经过回流再二次燃烧,达到提高两塔式RTO的处理效率的目的。
当废气的风量过大,一般在60000Nm3/H以上时,为了确保气流的传热效率和均风效果,采用塔式RTO需要增加塔室。
杜尔向逸盛石化交付了七套相同的总包 Oxi.XRE系统及相应数量的Sorpt.XSW湿式洗涤塔。每套系统包含一台九塔 RTO(蓄热式热氧化炉)、一台下游洗涤塔和一根洁净气体烟囱。
每台九塔 RTO的处理能力约为 330,000 Nm3/h,七套装置的处理总量高达 2,310,000Nm3/h,是全球最大的 RTO 装置之一。
旋转式RTO出现在20世纪90年代末,是RTO发展的第三代技术。通过旋转阀 (蓄热筒) 旋转、分度、废气均布等动作,顺序地引导废气进入或排出燃烧室的特定部分。
通过在转子表面设置的密封装置,将转子分成入口和出口两部分,通过这两部分分别将处理前的废气和净化后气体引入或排出 RTO 燃烧室。
目前旋转式RTO的发展过程中在其旋转阀的运行方式,吹扫的方式、密封方式以及蓄热室的分区都有不一样的设计,因此也衍生出不同的类型的RTO。
蓄热式燃烧装置(RTO)作为VOCs末端治理工艺中的重要技术,目前已经广泛应用于涂装、包装印刷、化工等多行业。在单一燃烧工艺的基础上,依据工况,进行搭配组合工艺,切实有效的实现废气的有效处理和能源的节约使用。
蓄热式燃烧技术主要包括哪些核心部件组成?蓄热式燃烧技术(High Temperature Air combustion—HTAC或Highly preheated Air combustion—HPAC)亦称无焰燃烧技术(Flameless combustion)是20世纪90年代开始在发达国家研究推广的一种全新型燃烧技术。它具有高效烟气余热回收,排烟温度低于150℃,高预热空气温度,空气温度在1000℃左右,低NOx排放等多重优越性。
蓄热式燃烧技术由高效蓄热式热回收系统、换向式燃烧系统和控制系统组成,其热效率可达75%,这种换向式燃烧方式改善了炉内的温度均匀性。由于能很方便地把煤气和助燃空气预热到1000℃左右,可以在高温加热炉使用高炉煤气作为燃料,从根本上解决了因高炉煤气大量放散而产生能源浪费及环境污染的问题。
换向阀、蓄热体和蓄热烧嘴是蓄热燃烧技术的三大关键部件,三者的性能基本决定了整个蓄热燃烧系统的优劣,蓄热式燃烧技术的发展过程其实也上该三大部件不断完善的过程。严格来讲,对蓄热烧嘴式加热炉,蓄热体也是蓄热烧嘴的一部分,但在实际运行中由于蓄热体是易损消耗件,能单独更换,且对通道式蓄热加热炉讲,两者也无明确的包属关系,故从对蓄热燃烧系统的影响作用来分,可将三者并列为对系统影响作用最大的三大部件。不同的蓄热炉型其热式燃烧系统的具体结构组成也不尽相同,但通常包括以下主要组成:
1.换向阀及控制机构:换向阀及控制机构是蓄热式高温燃烧系统中的关键部件之
一。换向阀是通过阀体的运动使空气(或煤气)与烟气在阀内定时换向。一般地说,换向阀有四个进出口,其中有两个口分别通向一对交替使用的蓄热室,另外两个口分别连接排烟烟囱和供空气(或煤气)管道。在前一个换向周期内,换向阀使通向其中一个蓄热室的进口与另外一个连接到排烟烟囱的出口相连,使废气排出;在后一个换向周期内,换向阀使连接供空气(或煤气)管道的进口与另外一个连接到一个蓄热室的出口相连,使空气(或煤气)进入蓄热室去完成预热。 阀内采取特殊的密封结构来保证密封性能和灵活的换向动作。
换向阀的换向时间与炉内烟气温度及蓄热体的透热厚度有关,对于透热厚度一定的蓄热体,换向时间越长,离开蓄热室的烟气温度越高,空气(或煤气)的预热温度也会越低,热回收率也越低;若换向时间过短,则会降低换向阀的寿命,因此应通过实验来确定最佳的换向时间是至关重要的。对于小球体的蓄热室,其换向周期一般取2.0--3.0分钟;蜂窝体的蓄热室,其换向周期为30--45秒钟或更短。
2.蓄热室:蓄热室是放置蓄热体的装置,也是热交换的区域。蓄热室是放置蓄热体的设备,也是热交换的区域。它可以放置在炉墙内,称为内置式;也可以在炉墙外单独设置,称之为外置式。内置式以加厚的炉墙为四壁,外置式的外壳是由型钢及钢板焊接而成或由混凝土浇筑而成,四壁砌筑耐火材料。蓄热室中间堆放蓄热体,要求蓄热室密封性能要好,焊接处要求气密性焊接,耐火材料砌筑泥浆要饱满,绝不允许有串火或气体泄露。我国通常采用的是陶瓷小球体式蓄热体,其理由是尽管在压力损失方面与蜂窝体式蓄热体相比有些不利,但考虑到单位体积的蓄热量、蓄热体的耐用强度、堵塞时的清扫、以及便于更换已破碎和损坏的蓄热体等方面陶瓷小球体式蓄热体具有一定的优越性,选择陶瓷小球体式蓄热体还是有利的。
3.蓄热体:蓄热体一般由耐火材料制成,周期储存和释放热量,是实现热量回收蓄热和放热交换传递的介质。在国际上所使用的蓄热体主要有小球体、蜂窝体和片状体 ,我国普遍使用的是小球体和蜂窝体。
4.高温气体通道和喷口:其主要由烧嘴砖构成。
5.空气燃气供给系统和排烟系统。