本文重點(diǎn)介紹蓄熱式廢氣焚燒爐在鋼板彩色涂層生產(chǎn)線的應(yīng)用。彩色涂層鋼板近年來得到飛速發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多領(lǐng)域，而針對涂漆過程中產(chǎn)生的有毒溶劑的處理，多采用臥式魚雷罐的焚燒爐，而隨著節(jié)能，尤其是環(huán)保要求的不斷提高，近年來蓄熱式廢氣焚燒爐逐漸從理論研究走向工程實(shí)踐，并在某國有企業(yè)的彩涂線得到率先使用。
1有機(jī)溶劑的焚燒原理和RTO的特點(diǎn)
鋼板涂層產(chǎn)生的有機(jī)溶劑在排放之前是要經(jīng)過焚化處理的，溶劑焚化所需要的條件是足夠的溫度(760℃)、足夠的停留時間(1.6s)、良好的空氣和溶劑的混合，同時溶劑焚燒時還能產(chǎn)生較大的熱量。
隨著蓄熱式燃燒技術(shù)在軋鋼加熱爐領(lǐng)域的成功運(yùn)行，極大的推動了廢氣焚燒爐的發(fā)展，RTO就是將蓄熱式燃燒技術(shù)應(yīng)用于廢氣焚燒爐，從而在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域取得重大突破的工程技術(shù)。
蓄熱式廢氣焚燒爐(RegenerativeThermalOxidiger)簡稱RTO。是新一代有機(jī)廢氣處理設(shè)備。其工作原理是：有機(jī)廢氣經(jīng)預(yù)熱室吸熱升溫后，進(jìn)入燃燒室高溫焚化(升溫到800°C)，使有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，再經(jīng)過另一個蓄熱室蓄存熱量后排放，蓄存的熱量用于預(yù)熱新進(jìn)入的有機(jī)廢氣，經(jīng)過周期性地改變氣流方向從而保持爐膛溫度的穩(wěn)定。
RTO設(shè)備的工作原理見圖1。該設(shè)備有3個對稱的蓄熱室和2個燃燒室，有機(jī)廢氣在鼓風(fēng)機(jī)作用下先進(jìn)入陶瓷蓄熱室A，吸熱后進(jìn)入燃燒室，蓄熱室A因放熱而降溫，燃燒升溫后的氣體進(jìn)入蓄熱室B，通過熱交換把熱量蓄存在蓄熱室B的陶瓷蓄熱體中，然后排出。同時蓄熱室C空間中殘留未處理有機(jī)廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚化處理。經(jīng)過一定時間(約2min)后，氣流改變方向從蓄熱室B進(jìn)入燃燒室，通過蓄熱室B吸收熱量升溫后，在爐膛內(nèi)高溫焚化，最后經(jīng)蓄熱室C熱交換后排放，同時蓄熱室A處于反吹掃狀態(tài)，經(jīng)一定時間(約2min)后，氣流再改變方向，不斷地交替循環(huán)，保證燃燒室溫度在800°C以上，從而保證高的去除率和換熱效率。
RTO設(shè)備由3個蓄熱室、2個燃燒室、6個主氣流切換閥組成。蓄熱室內(nèi)裝滿蜂窩陶瓷蓄熱體，每個燃燒室裝一個帶比例調(diào)節(jié)的液化石油氣燃燒器。每個燃燒器的供熱能力是通過爐膛內(nèi)的溫度反饋信號經(jīng)過PID調(diào)節(jié)器自動地進(jìn)行調(diào)節(jié)，此外燃燒系統(tǒng)還帶有點(diǎn)火前的自動預(yù)吹掃、熄火保護(hù)、超溫報警和超溫自動切斷燃料供給等功能。RTO爐共有預(yù)吹掃、點(diǎn)火、升溫、焚化、保溫、后吹掃停機(jī)6種狀態(tài)，當(dāng)RTO爐處于預(yù)吹掃、點(diǎn)火、升溫、保溫、后吹掃停機(jī)5種狀態(tài)時，烘干室的廢氣全部直接排放。本設(shè)備可根據(jù)各個烘干室的開停狀態(tài)自動給出RTO爐的實(shí)際運(yùn)行風(fēng)量，再通過變頻器自動地調(diào)整RTO爐系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量，以保證烘干室的正常工藝生產(chǎn)，一旦RTO爐發(fā)生故障，RTO爐將向各烘干室發(fā)出信號，廢氣直接排空，RTO爐轉(zhuǎn)入故障吹掃狀態(tài)。RTO性能特點(diǎn)：
(1)凈化效率高，二室可達(dá)94%，三室可達(dá)99%。
(2)換熱效率高(>90%)，節(jié)能，有機(jī)廢氣3g/m3以上濃度就可達(dá)熱平衡。
(3)阻力低，風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率小，節(jié)能且運(yùn)行費(fèi)用較低。
(4)耐高溫(1000°C)，正常溫度為800～850°C。
2某企業(yè)彩涂RTO的特點(diǎn)
已經(jīng)投入使用的彩涂RTO是典型的2室爐，包括2對蓄熱室和1個燃燒室，處理廢氣量約為44000m3/h，是目前國內(nèi)運(yùn)行最大的RTO設(shè)備。彩涂機(jī)組運(yùn)行速度最大為110m/min。
RTO的燃燒系統(tǒng)為ECLIPSE專用燃燒機(jī)，特點(diǎn)是調(diào)節(jié)比大1∶40，同時還較好地適應(yīng)了RTO在換向過程中燃燒室的壓力波動;作為換向設(shè)備，調(diào)節(jié)切斷閥滿足40~60s換向一次并能長時間運(yùn)行的要求。
該RTO的運(yùn)行，不僅是對節(jié)能領(lǐng)域率先提出了新的更高的要求，更加重要的是對廢氣排放也提出了新的標(biāo)準(zhǔn)。
3RTO存在的問題及解決辦法
換向周期短，換向過程中有廢氣外排的現(xiàn)象，為解決這一問題，最佳方式為3室RTO，但造價昂貴，為解決這一難題，采用2室RTO的同時減少外排。設(shè)計了一種基于2室同時增加反吹功能的RTO，就是2室RTO加上反吹室，見圖2。
可以看出圖中除蓄熱室(A)、蓄熱室(B)和燃燒室外，在氣體排放處增加了反吹室。反吹室的目的就是在換向過程中將外排的氣體通過切斷閥的控制先導(dǎo)入反吹室，而反吹室內(nèi)的空氣外排、換向完成后，風(fēng)機(jī)先將反吹室內(nèi)的氣體反吹到RTO內(nèi)部，這樣反復(fù)進(jìn)行，解決了氣體在換向過程的外排，可以將RTO的廢氣處理率提高5%。
通過增加反吹室的設(shè)計，在投資規(guī)模沒有明顯增加的前提下，可大幅度提高廢氣處理率，同時專用的換向設(shè)備也極具開發(fā)潛力。
4結(jié)論
(1)RTO宜用于2～8g/m3濃度的有機(jī)廢氣，對于低熱值氣體(如乙酸乙酯等)可達(dá)12g/m3，特別適用于難分解組分的焚化。
(2)RTO在連續(xù)運(yùn)行的情況下，有效地利用了燃燒室溫度和溶劑的燃燒熱，熱效率高達(dá)90%。
(3)反吹室是解決2室RTO短路的一種折中方案，但即使如此，仍可提高廢氣處理率5%。
(4)RTO技術(shù)需要開發(fā)專用的換向設(shè)備。
(5)隨著彩涂鋼板領(lǐng)域的排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，RTO將得到廣泛地應(yīng)用。