【江苏博钛环保】RTO蓄热式焚烧炉的要点

    蓄热式焚烧装置（RTO）是燃烧处理有机物污染废气，并利用蓄热体换热并用于废气本身升温的装置，是目前有效处理VOC废气的一种有效措施。

    1.适合RTO装置焚烧的废气情况一般情况下，挥发性有机物浓度在25%LEL（可燃气体爆炸下限）以下、燃烧绝热温升在40℃以上的废气，均适合RTO装置处理。VOCs浓度小于2000mg/Nm³、致绝热燃烧温升低于40℃的需助燃，以提高其绝热温升至40℃以上的废气类型。

    2主要组成系统的工艺设计蓄热式焚烧装置由蓄热室、燃烧室、换向阀和控制系统等结构组成。其主要组成系统的工艺设计包括：蓄热室床数选定、蓄热体材料和类型选取和蓄热体量的计算、空塔进气流速的确定；燃烧室的燃烧温度、烟气停留时间、燃烧器的选取；阀门切换时间；保温耐火材料的选取和数量计算；预处理措施和安全保障措施的配套等。

    2.1工艺系统整体要求系统设计压降低于3000Pa。蓄热燃烧装置应进行整体内保温，外表面温度不高于60℃（部分热点除外）。环境温度较低、湿度较大时，有采取保温、伴热等防凝结措施。具有反烧和吹扫功能。

    2.2蓄热式蓄热室是焚烧装置进行热量交换的空间，其具体结构和尺寸根据热回收效率要求、蓄热体结构性能、系统压降等因素计算确定。

    2.2.1燃烧工艺和蓄热室数量的选定蓄热燃烧工艺可以分为固定式和旋转式蓄热燃烧等。固定式蓄热燃烧工艺有二室、三室、五室等，理论上蓄热室数量越多，净化效率越高，但设备投资或者占地也随之提高。旋转式RTO装置有旋转气缸型、盘型和旋转阀门型，其中旋转式RTO的结构除驱动区、分配区外，其余与固定式相同。一般情况下，燃烧工艺考虑三室固定式蓄热燃烧工艺的较多，占地有限制条件时可以考虑旋转阀门型等燃烧工艺。

    2.2.2蓄热室热回收效率要求要求蓄热室对热回收效率不小于95%，主要是要控制排放气体的温度。热回收效率比较简单的计算方法处理废气热量的平衡方法，如进气温度在30℃，排气温度要求60℃，燃烧室的温度要求在800℃时，则热回收效率为96.1%，即(800-60)/(800-30)=96.1%。

    2.2.3蓄热体

    2.2.3.1蓄热体的基本要求①要求比热容不低于750J/(kg·K)，具有高比重。②有足够的气体流通截面积，使气体分布均匀、阻力低。③耐高温。RTO装置操作温度一般为750～950℃，因此一般要选用能耐1250℃温度以上的材质作为蓄热体，优先选用蜂窝陶瓷、组合式陶瓷等规整材料。④良好的抗热震性能。其短时间可承受的高温冲击要求1250℃以上，使用寿命不低于40000h。⑤在高温下有足够的机械强度和有抗高温氧化、耐化学腐蚀。⑥价格应尽可能低廉。

    2.2.3.2蓄热体材质与类型的选取目前在RTO装置中采用的陶瓷原材料主要有黏土、刚玉、莫来石、锆英石、钛酸铝和堇青石等。在RTO装置的蓄热室中，蓄热填充物主要类型有规整填料（如蜂窝填料和板波纹填料）和散堆填料（颗粒填料，如矩鞍环）两大类。

    2.3空塔进气流速与蓄热室截面对于一个已经固定蓄热床截面积的RTO，当进气空塔流速提高时，系统压损均随之增加；而热回收效率则随之降低。设计时一般蓄热室要求截面空塔风速不宜大于2m/s，当蓄热室截面风速和废气处理能力确定后，则蓄热室的截面积能确定。如焚烧炉处理风量为20000Nm³/h，蓄热室截面风速定为1.5m/s时，则每个蓄热室的截面积为3.7㎡，横截面可按选择的填料布置成正方形或长方形。

    2.4蓄热体床层高度与总压降设计RTO装置时，设备的体积主要由蓄热床高度决定，风机功率由蓄热床总压降决定，表3为几种蓄热体的总压降数据。不同的蓄热体，在相同的运行条件下，因床层高度带来的床层总压降差距较大。因此选择蓄热体是设计装置的重要因素之一。

    2.5蓄热室进出口气体温差蓄热室进出口气体温差不宜大于60℃。

    2.6燃烧室高温气体在燃烧室的停留时间一般不宜低于0.75s，并根据停留时间确定燃烧室的容积与尺寸规格；燃烧室燃烧温度高于760℃。燃烧器根据辅助燃料类型、燃烧室结构、压力、待处理废气流量、装置启动时间等因素配置，具备温度自动调节的功能，符合GB19839的相关规定。一般来说，1万m³的气体可根据废气的热值情况选择25～60万kcal的燃烧器，如处理废气量10000 m³，采用沼气或天然气等气体燃料作为助燃剂，采用North American4425-5(25万kcal/h)燃气燃烧器，可调节比1∶30。如采用柴油作为助燃，采用美国NA5424-5(20万kcal/h)燃油比例调节式燃烧器，调节比1：10。RTO装置中使用的燃烧器主要产品有North American、ESApyronics、ECLIPSE、pyronics、MAXON等品牌。辅助燃料优先选用天然气、液化气、轻质柴油等清洁燃料。

    2.7吹扫气体量吹扫气体量一般按照处理废气量的10%计算，可以单独设置风机送新风。

    2.8阀门与切换周期(1)固定式燃烧工艺采用切换阀（包括吹扫）选用气动蝶阀，切换阀是固定式RTO装置进行循环热交换的关键部件，必须在规定的时间准确地进行切换，且保证泄漏量小（≤1%），寿命长（可达100万次），启闭迅速（≤1s）。RTO装置一般规定要求切换周期在90～180S。旋转式分配区的废(2)旋转式燃烧工艺旋转分配阀是旋转式燃烧工艺的核心部件，采用回转式空气分配阀。具体可根据设计处理风量、风压、风嘴数量和阀芯转速要求来选择合适的空气分配阀。

    3.保温耐火材料要求质量轻、导热系数低（常温下导热系数低于0.03W/(m·k)、抗热震性好、化学稳定性强。一般情况下，装置的燃烧室及蓄热室内保温可采用耐火硅酸铝纤维，其耐热可达1200℃，绒重为220kg/m³。铺设时，燃烧室及蓄热室上部厚≤225mm，蓄热室进出风区厚≤120mm。保温层一般设三层，其中含两层硅酸铝纤维毡及一层硅酸铝纤维模块。硅酸铝纤维模块内设置耐热钢骨架，用锚固件固定在装置壳体上。

    4.后处理要求处理含氮有机物造成烟气氮氧化物排放超标时，采用选脱硝工艺进行后处理。当处理含硫或含卤素有机物产生二氧化硫、卤化氢时，采用吸收等工艺进行后处理。

    5.安全措施要求①  当废气浓度波动较大时，在前端采取稀释、缓冲等措施。②  需在RTO装置与主体生产装置之间的管道系统中安装阻火器或防火阀。当进风、排风管道采用金属材质时，采取法兰跨接、系统接地等措施，防止静电产生、积聚。③  应具有过热保护功能，保温设计符合SGBZ-0805的相关规定。④  燃料供给系统设置高低压保护和泄漏报警装置；设安全可靠的火焰控制系统、温度监测系统、压力控制系统等。燃烧器点火操作应符合GB19839的相关规定。⑤  管路系统和蓄热燃烧装置的防爆泄压设计应符合GB50160的相关规定。压缩空气系统设置低压保护和报警装置。风机、电机和置于现场的电气仪表等设备应防爆，等级应不低于现场级别。⑥  具备短路保护，接地电阻应小于4Ω。安装符合GB50057规定的避雷装置。