自10月1日VOCs治理進入核算計征期以來,軟包裝企業對于VOCs的關注可以說是空前高漲,但是要下定決心選擇一套解決方案卻并不容易,企業面臨的壓力很大。
設備投資大,運營費用高,回收回來的溶劑難以處理!這三大難點對于大多數中小規模的軟包裝企業來說,是難以逾越的高峰。
相較于前兩點,“回收回來的溶劑難以處理”這一點促使企業開始考慮將VOCs直接燃燒掉。但問題又來了:VOCs燃燒是否安全?是否能達到排放標準?處理效果怎么樣?
今天,我們就為大家簡單介紹一種燃燒處理的方法——蓄熱式燃燒爐(RTO),看看這種技術是否能滿足企業的需要。
目前,VOCs處理裝置的末端治理措施包括燃燒法和回收法兩大類,蓄熱式燃燒爐(RTO)屬于燃燒法內的一種。
RTO是把生產排出的有機廢氣經過蓄熱陶瓷的加熱后,溫度迅速提升,在爐膛內燃氣燃燒加熱作用下,溫度達到680~1050℃,有機廢氣中的VOCs在此高溫下直接分解成二氧化碳和水蒸氣,形成無味的高溫煙氣,然后流經溫度低的蓄熱陶瓷,大量熱能即從煙氣中轉移至蓄熱體,用來加熱下一次循環的待分解有機廢氣,高溫煙氣的自身溫度大幅度下降,再經過熱回收系統和其他介質發生熱交換,煙氣溫度進一步降低,最后排至室外大氣。
該設備的運行費用省,有機廢氣的處理效率高,在所有熱力燃燒凈化法中熱效率最高(>95%),凈化效率高(三室>99%),同時不會發生催化劑中毒現象,而產生的熱能還能回用。
因此國際上較先進設備的VOCs處理較多采用這種方法。
RTO可分為固定式和閥門旋轉式兩種。
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圖1 2室固定式RTO示意圖
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圖2 進氣閥門旋轉式RTO示意圖
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圖3 進氣閥門旋轉式RTO空氣流動示意圖
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圖4 杭州天祺3室固定式RTO實物圖(用于合肥樂凱涂布線)
一、RTO適用條件及性能
1、適用條件
適用有機廢氣種類包括:烷烴、烯烴、醇類、酮類、醚類、酯類、芳烴、苯類等碳氫化合物有機廢氣。
有機物低濃度(同時滿足低于25%LFL)、大風量。
廢氣中含有多種有機成分、或有機成分經常發生變化。
含有容易使催化劑中毒或活性衰退成分的廢氣。
不適用于含有較多硅樹脂的廢氣。
2、性能特點
優點:
●幾乎可以處理所有含有機化合物的廢氣
● 可以處理風量大、濃度低的有機廢氣
●處理有機廢氣流量的彈性很大(名義流量20%~120%)
●可以適應有機廢氣中VOCs的組成和濃度的變化、波動
●對廢氣中夾帶少量灰塵、固體顆粒不敏感
●在所有熱力燃燒凈化法中熱效率最高(>95%)
●在合適的廢氣濃度條件下,無需添加輔助燃料而實現自供熱操作
●凈化效率高(三室>99%)
●維護工作量少、操作安全可靠
●有機沉淀物可周期性的清楚,蓄熱體可更換
●整個裝置的壓力損失較小
●裝置使用壽命長
缺點:
●裝置重量大,因為采用陶瓷蓄熱體
●裝置體積大,只能放在室外
● 要求盡可能連續操作,開機預熱一次要3~4小時
● 一次性投資費用相對較高
3、RTO節能減排技術核心
利用RTO節能減排的關鍵點在于:一定要對印刷涂布機及涂裝設備進排氣系統進行優化,提升排放的有機廢氣的濃度,而總排風量減少,這樣,設備無功損耗減少,設備投資減少,節能效果更明顯。
因為,當排出的有機廢氣VOCs濃度較大時,超出RTO無功運行平衡點(一般濃度在3g/m2)以上的熱量,可回用到印刷涂布烘干箱上,還有從RTO排出來處理后的氣體(溫度比進氣高60°以上),可通過熱交換器預熱新鮮空氣,再把預熱后氣體送到烘箱,這樣可大大節省加熱烘箱的能耗,為企業創造很大的經濟效益,實現節能減排,值得大力推廣。
對于印刷行業,排放濃度如果低于2.5 g/m2,也可選用轉輪或活性炭吸附濃縮廢氣,再把濃縮完的氣體送到RTO燃燒。
目前,國內正在運行的進口RTO設備不少,安裝在3M公司涂布線、某些企業的汽車涂裝線、外資制藥化工企業的生產線、德國漆包生產線等生產線上。
近十幾年來,國內技術人員通過消化吸收國外先進技術和使用國外設備總結摸索出來的經驗,自行研制生產出來的RTO,性能已經與進口產品相當,但價格實惠,性價比更高。
如杭州天祺生產的RTO目前在使用中的就有一百多臺,其用戶如秋雨印刷(上海)有限公司、上海當納利印刷有限公司、樂凱、中來、福斯特等,還可以應用到化工、汽車涂裝線上。國產RTO已經達到進口同類產品技術水平。隨著VOCs治理技術的進步,相信RTO也會走入更多的企業。(本文選自《蓄熱式燃燒爐(RTO)——實用可行的VOCs有機廢氣處理技術》,作者:楊崢雄高級工程師,全文將刊《包裝前沿》2015年11月號“軟包裝VOCs治理”專題,敬請關注!歡迎訂閱:謝先生:020~85626447/605,13310896471)
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RTO安全嗎?
RTO的安全性
為了防止RTO安全事故的發生、降低事故損失,環保設計單位在進行RTO設計時必須把安全問題放在第一位來考慮,目前比較常見的措施歸納為以下幾點:
(1) 設計人員要了解客戶的工藝,明確工藝過程中有機廢氣的排放特點及可能存在的突發因素。
(2)嚴格控制RTO進口有機物的濃度,使其控制在一個安全的水平,這是預防爆炸的一個最根本的措施。
RTO本身就是一個點火源經過很高的陶瓷蓄熱體重重降溫,下部溫度接近進氣溫度,沒有危險。由于有機物的爆炸下限隨著氣體溫度的提高會大幅降低,同時由于化工企業有機廢氣的突發性排放,入口濃度必須遠低于爆炸下限LEL25%。
主要措施有:
①廢氣入口及必要的廢氣支路入口處安裝濃度監測儀;
②對于高濃度廢氣,RTO入口加稀釋風閥;
③廢氣入口加緩沖罐,緩沖罐的體積要設計得當;
④濃度監測儀、稀釋風閥、RTO風機等儀器設備之間的連鎖控制,對突發問題第一時間做出正確的動作。
(3) 為了降低安全事故造成的損失,一般有如下措施:
?、僭赗TO入口加阻火器,防止回火;
?、谠谌紵?、緩沖罐、管道拐彎處加泄爆片;
?、墼谠O備附近設置一些消防設施。
RTO可控,安全有保障!
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