1 方案概述

1.1RTO原理简介

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer,蓄热室氧化器）主要包括蓄热室、氧化室、风机等，它通过蓄热室吸收废气氧化时的热量，并用这些热量来预热新进入装置的废气，从而有效降低废气处理后的热量排放，同时节约了废气氧化升温时的热量损耗，使废气在高温氧化过程中保持着较高的热效率（热效率95%左右），其设备安全可靠，操作简单，维护方便，运行费用低，VOCs去除率高。

RTO的工作原理是：有机废气首先经过蓄热室预热，然后加入氧化室，加热升温到800℃左右，使废气中的VOCs氧化分解成CO2和H2O；氧化后的高热气体再通过另一个蓄热室与蓄热室中的蓄热陶瓷填料进行热处理交换，高热气体经热量回收后再排出RTO系统。这个过程不断循环交替进行，每一个蓄热室都是在输入废气与排出处理过的气体的模式间交替转换。切换时间根据实际情况可以调整。

1.2适用范围

提供并安装一套流延生产线生产含甲苯、乙醇溶剂废气净化处理系统装置，用于流延生产线产生的含甲苯、乙醇溶剂尾气的清洁生产改建。

1.3实施效果

能将流延生产线排放的含溶剂尾气进行答辩处理排放。

1.4工程投资

装置投资为：人民币贰佰贰拾叁万整（¥223万元）

配套建设投资为：人民币壹拾伍万元整（¥15万元），其中风管由甲方风管排口接到装置投资约5万元（安装置摆放在生产车间旁边地面预算），设备地坪基础施工建设费用投资约5万元（不含地面旧建筑的拆建），电缆敷设（按电缆长度100m预算）及吊装等其它费用约5万元。

合计总投资为：人民币贰佰叁拾捌万元整（¥236万元）

1.5方案特点

1.5.1高效

采用3室RTO燃烧净化工艺，系统处理效率≥98%。

1.5.2节能

热回收效率≥93%，进气VOC浓度达到约3g/m3时，设备运行中则无需补充燃气消耗产生的热量。

1.5.3高安全性

系统化的防爆设计及安全节点监控，确保设备安全运行。

1.5.4高可靠性

国际先进RTO技术工艺设计，通过温度侦测控制系统调整其安全温度（浓度异常过高时温度曲线异常提高，通过热旁系统保护），并在低于有机物浓度爆炸极限下限值得25%以下设计氧化分解VOC，装置运行稳定可靠。

 

2设计依据

2.1依据标准

（1）《低压配电设计规范》GB50054-2011

（2）《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014

（3）《电力工程电缆设计规范》GB50207-2007

（4）《供配电系设计规范》GB50052-2009

（5）《通用用电设备配电设计规范》GB50053-2011

（6）《中华人民共和国环境保护法》（1989年）

（7）《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008III类）

（8）《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996

（9）《建筑设计防火规范》GB50016-2006

 

2.2用户数据

工况1

流量：20,000m3/hr

入口温度：30~60℃

入口压力：100~200pa

入口含氧量：~5%（有组织排放和无组织排放的综合含氧量）

工艺尾气成分：甲苯越0.62吨/天，乙醇约0.47吨/天，87%挥发

浓度：2.27g/m3

3工艺流程

3.1工艺流程图

3.2工艺流程说明

蓄热式电力氧化炉（RTO）是一个复杂、高效和安全的氧化燃烧换热系统，旨在通过氧化去除废气中的挥发性有机物。RTO的基本操作原理是，含溶剂的废气通过吸收陶瓷块中的热量，使气流的温度升高至约为820~850℃的氧化温度，将挥发性有机物（VOC）分解为二氧化碳和水蒸气，在排入大气前通过另一个陶瓷块回收气流的大部分热量。

在VOC的浓度达到RTO自热运行要求时，可通过吸收其氧化时发生的热能（回收率≥93%），然后释放于后面进入的VOC上。通过各腔室阀门管路的切换实现热能循环，实现不需要燃料的VOC高效处理。其处理效率可达到≥98%。

RTO设计有三个燃烧室，燃烧室内安装有陶瓷换热器。系统在启动时会首先进入使用新鲜风的升温热炉模式，需用消耗燃料（本方案以柴油为燃料来考虑相应设计和报价）提供热量。只有当燃烧室内的温度达到自持模式的设定温度时，废气才会进入系统进行处理。系统由PLC程序控制，在装置具备运行条件的情况下，很方便开机操控。

4系统装置

4.1系统构成

系统由以下几个子系统构成：

4.1.1集气、抽风系统

集气系统的设计充分利用废弃初始动能，选用防爆风机，加装变频器，用于对主风机进行变频控制，既控制风机平稳启动，降低起动电流，同时在运行中还运用微负压匹配方式，根据流延线生产的特殊工况要求，通过PLC自动调整频率对通风系统的风压和风量进行调节，可满足生产线排风压力波动以及生产线满开和部分开工的需求，做到风机的电能按照生产线开工情况匹配使用。

配置应急放空系统，用于紧急情况下废气去备用处理系统。

4.1.2蓄热式氧化炉系统

采用三塔结构的蓄热式氧化炉，废气在炉膛内的燃烧时间在1.5~2秒。上下室体构造材料采用4~5mm厚度钢板，提升阀阀门板材料采用304不锈钢，氧化炉正常设定工作温度为820~850℃，最高耐温1200℃。陶瓷蓄热块支承采用双相钢材料，陶瓷蓄热体采用蜂窝型高效蓄热体。

蓄热陶瓷特点：材质多样，可根据各户和使用环境的不同，选用不同材质和规格的产品。孔壁薄、容量大蓄热量大，占用空间小。孔壁光滑、背压小。使用寿命长，不易渣蚀、粘蚀和高温变形。产品质量规格高，安装时，蓄热体之间排放整齐，错位小。具有低热膨胀性、比热容大、比表面积大、压降小、热阻小、导热性能好、耐热冲击好等特性。

4.1.3燃烧器系统

燃烧器选择美国北美燃油燃烧器，型号6514-8-B，配备2台燃烧器，燃烧器最大功率1500kw。燃烧液体粘度低于100SSU（或者22CSt）。燃烧系统中的关键部件如安全关断阀、电磁阀、高低压开关选用FM认证品牌，双安全关断阀，单独的火焰控制器和火焰探测器。助燃风机入口装有过滤网，风机噪音保证距RTO装置1m处小于等于85分贝。

4.1.4控制系统

控制系统采用西门子PLC程序控制，对设备进行全自动监测与控制。控制面板安装西门子触摸屏，系统中画面可随时监控RTO装置的主要运行状态。选用NEMA 4X的控制柜。加装ABB变频器，根据工况平稳运行风机，降低启动电流，有效节能降耗，降低运行费用。

4.2系统装置操作与维护

装置自动化程序度高，可实现简易操作。

需要停机时，只需按停止按钮，系统按程序完成规定操作后自动停机。

RTO设备每年只需要对仪表和燃烧器做2次检修，2~3天即可。一般不需要做大的维护。

每7年做一次蓄热砖维护。更换掉部分的蓄热砖。施工时间3~4周。

 

5 RTO安全运行的措施

5.1氧化室内装有火焰检知器：火焰检知器与长明火燃烧器连锁控制，当火焰检知器测不到火焰时，废气进气阀关闭，出气阀门及旁通阀门打开。

5.2氧化室内设有长明火燃烧器、保持氧化室内任何时候都有明火不会由于气体浓度的变化引起爆燃。

5.3氧化室上部设有防爆口，以防止烟气爆燃对炉体的损坏，起到瞬间泄压作用。

5.4RTO系统设有旁通烟道，当系统处于正常运行时，废气从旁通烟道进入旁边环保处理装置。

5.5废气进RTO装置前废气管道装有阻火器，不会因回火发生爆炸。