旋轉式RTO+CO及余熱回收技術在高濃度揮發性有機廢氣治理中的應用

更新時間：2020-07-09 15:21 來源：作者: 閱讀：2375

摘要：電子及印刷等行業中涂布機產生的高濃度揮發性有機廢氣(VOCs)濃度較高,部分產生高濃度揮發性有機廢氣(VOCs)的企業,由于排放總量限制,采用單一的焚燒工藝并不能達到排放總量限值的要求,需要采用組合工藝進行治理。詳細描述了旋轉式RTO(旋轉式蓄熱式焚燒爐)+CO(催化燃燒爐)的工藝原理及其治理效果。測試結果表明,采用旋轉式RTO+CO對高濃度廢氣可達99.9%以上的凈化效率。

1 廢氣基礎參數及治理要求

某電子企業6條涂布機生產過程中，使用大量的有機溶劑，在涂布機頭及烘箱段產生高濃度有機廢氣，廢氣基礎參數如表1所示。

由于該電子企業受環評批復的排放總量限值，除需要達到地方標準外，還需復合年排放低于3.6t的總量排放要求，根據使用量及排放總量限值計算，凈化系統所需凈化效率應大于99.86% ；根據使用量對應的廢氣濃度為3 984 mg/m3 ；根據排放總量限值排氣濃度需小于5.56 mg/m3。

2 有機廢氣治理工藝原理

2.1 治理系統工藝流程

該企業廢氣風量大，濃度高，凈化效率需達到99.9%，才能達到環評批復的排放總量限值。采用單一的焚燒工藝并不能達到排放總量限值的要求，需要采用組合工藝進行治理。旋轉式RTO治理有機廢氣，在焚燒溫度達到800 ℃以上，凈化效率可達99%以上[1]，CO在達到催化劑工作溫度下，凈化效率可達95%以上[2]。該類廢氣治理工藝，可采用旋轉式RTO+CO工藝進行治理，RTO凈化效率>99%，CO設計凈化效率>92%，總凈化效率可達99.9%，達到排放總量限值要求下的>99.86%的凈化效率要求。系統運行時，通過送風機將尾氣送入RTO進行凈化99%以上的VOCs，RTO凈化后通過CO換熱器預熱，再同RTO爐膛取熱混合達到CO催化劑的工作溫度，進一步凈化92%以上的VOCs，達到設計要求；CO凈化后的尾氣，首先通過CO換熱器將進氣進行預熱[3]，換熱后的尾氣可再次熱回用用于加熱新鮮風供車間烘箱使用，降溫后的尾氣通過排風機送至煙囪達標排放。治理系統工藝流程如圖1所示。

2.2 設備及運行參數

2.2.1 旋轉式RTO

旋轉式RTO由上室體（蓄熱層、爐膛RTO）及下室體（旋轉閥）組成，具體如圖2和圖3所示，RTO運行參數見表2。RTO采用上下室體結構，氣密封形式，可防止泄露產生，保證長期運行穩定性。

2.2.2 CO

經RTO處理的尾氣，濃度低，小于100 mg/m3，可采用適用于低濃度的低金屬氧化物催化劑進行治理，相對于高濃度廢氣用的貴金屬催化劑工作溫度低[4]，可節約能耗（見圖4）。催化劑結構存在多種形態（見圖5），采用顆粒狀催化劑可增加氣體與催化劑的接觸，針對低濃度廢氣穩定凈化效率。本系統采用低溫金屬氧化物顆粒狀催化劑，工作溫度在220 ℃以上時，凈化效率可達92%以上。CO運行參數如表3所示。

2.3 系統熱平衡分析及余熱回用

治理系統溫度流程圖如圖6所示，CO經CO換熱器出口與廢氣總進口溫升為75 ℃，熱輻射損失約10 ℃，系統總體溫升需求為85 ℃。廢氣濃度3984 mg/m3，根據廢氣不同成分熱值如表4所示，廢氣對應熱值熱值為1.379×1010 J/m3，可產生廢氣溫升約為88.6 ℃，可滿足系統運行所需的熱量需求，系統預熱結束且正常生產運行時，不需要消耗額外的天然氣。同時CO尾氣155 ℃，可用于余熱回用于車間烘箱，將90 000 m3/h可溫升40 ℃，等同于約128 m3/h天然氣產生的熱量，天然氣按3.6 元/m3計，節約燃氣成本約221萬元/年，在處理廢氣達標的同時，產生較大的經濟效率。

3 治理效果

檢測結果如表5所示。

根據檢測結果，廢氣進口平均濃度3992.9 mg/m3，RTO處理出口平均濃度37.8 mg/m3，CO處理出口2.3 mg/m3，RTO凈化效率99.1%，CO凈化效率93.9%，系統總凈化效率>99.9%。檢測結果表明，系統整體達到了處理要求，取得了良好的效果。

4 結語

高濃度廢氣中，對總量限值或排放廢氣濃度較高如涂布機、化工、制藥等行業的廢氣，僅靠單級RTO無法滿足排放限值或排放標準的要求，若采用新風稀釋進口濃度后采用RTO處理來達標，RTO投資成本將增加并無經濟效益，同時總排放量并未減少，不具有環境效益。而由于廢氣濃度高，熱量有富余，采用RTO+CO工藝是提高凈化效率，同時降低總量排放的有效措施，同時具備余熱回用的經濟效率，一舉兩得，有較好的經濟和環境效益。

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