【江苏博钛环保】RTO蓄热式焚烧炉中的蓄热室和蓄热体分析

      蓄热室中最为重要的组成单元为蓄热体。一般来说，蓄热体的材料主要有陶瓷和金属两种，金属类蓄热体如钢、铝等材料只能用于低温或中温场合。而 RTO装置的操作温度较高，因此不能用金属材料。而陶瓷材料具有优良的耐高温、抗氧化、耐腐蚀等特点以及机械强度好、价廉等优点，性能基本满足 RTO 的要求，所以目前 RTO 普遍采用陶瓷材料作为蓄热体。

      目前常用的蓄热体包括散堆材料（颗粒填料，如矩鞍环）和规整填料（如蜂窝填料和板波纹填料）。为了降低床层阻力，目前在 RTO 装置中大多采用规整填料，特别是蜂窝状陶瓷蓄热体，蜂窝陶瓷蓄热体与其它蓄热体（如陶瓷球等）相比具有比表面积大、阻力损失小、热胀冷缩系数小、抗热性能好等特点。蜂窝陶瓷蓄热体的材质可以根据使用温度的需求选用陶土、莫来石、堇青石、石英陶瓷材质。陶瓷蜂窝填料一般做成尺寸150mm×150mm×150mm或150mm×150mm×300mm 的柱状蓄热体，并整砌于 RTO 的蓄热室中。市场上出现了新型的多层板片组合式陶瓷蜂窝填料（multi layer-media，MLM），该材料的特点在于每个薄片上开有沟槽，两片组合后构成内部相通的通道，使气流可以横向和纵向的通过填料，在达到相同的热效率条件下，所需的容积比传统的陶瓷蜂窝体少，并且堆体密度、比表面积、孔隙率等与传统的陶瓷蜂窝体性能接近。

      就蓄热体材质的比热容来说，铝瓷、莫来石、致密堇青石、堇青石、陶土等材料的比热容分别在 800-900J/（kg﹒K）、850-1050J/（kg﹒K）、800-1200J/（kg﹒K）、750-800J/（kg﹒K）、840-920J/（kg﹒K）。蓄热体材质铝瓷、莫来石、致密堇青石、堇青石、陶土等材料的最高使用温度分别为 1300℃、1600℃、1300℃、1300℃、1200℃。故在此规定蓄热体短时间可承受 1200℃的高温冲击。一般而言陶瓷蜂窝填料的寿命可达 10 年，使用寿命不小于 40000h。为确保蓄热体和流经蓄热体的气体能够进行充分的热交换，同时兼顾蓄热室体积和系统压降等因素平衡，蓄热室的截面风速不宜大于 2m/s。影响蓄热室设计的主要因素包括热回收效率、蓄热体性能和系统压降等。一般而言，为保证较高的热回收效率，要求蓄热室进入口温差不能太高不大于60℃。

      当气流通过 RTO 装置时，在管道、弯头、阀门和蓄热体床层等部件会产生一定的压降，在 RTO 装置的总压降中，蓄热体床层的压降占主要部分。在一定流速下，蓄热体床层的压降主要与蓄热体的结构类型，特别是几何特性和床层高度有关。目前蓄热体广泛应用规整填料，其装置系统的总压降一般低于 3000Pa。此外，当废气中含有有机硅时，在燃烧室燃烧后产生二氧化硅，堵塞蓄热体，并不易去除，从而造成蓄热体的损坏和压降增加，这类废气的蓄热室需定期进行清理，方可确保 RTO 正常运行。