當(dāng)前石油化工、制藥、包裝印刷、涂裝等行業(yè)是揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的主要來源,而蓄熱式熱力氧化器(Regenerative Thermal Oxidize,簡稱RTO)在VOC污染防治中占據(jù)了主要地位。而旋轉(zhuǎn)式RTO較傳統(tǒng)兩室、三室RTO廢氣處理效率及熱效率更高,通過新增旋轉(zhuǎn)式RTO及余熱回收系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了有機(jī)廢氣的高效凈化,達(dá)到節(jié)能減排效果。
旋轉(zhuǎn)RTO概述及優(yōu)點(diǎn)
在有機(jī)廢氣凈化諸方法中,蓄熱燃燒法是目前一種很有發(fā)展前景的VOC廢氣治理方法,其所用的裝置蓄熱式熱力氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer,簡稱為“RTO”),在充分滿足燃燒過程的必要條件下,燃燒法可以使有害物質(zhì)達(dá)到完全燃燒氧化。目前,典型的RTO已從兩室、三室、五室發(fā)展到七室和多室裝置,以滿足各種需要,并已開發(fā)了許多不同類型的RTO裝置,其中最為代表性的就是旋轉(zhuǎn)式RTO。
1.1 旋轉(zhuǎn)式RTO原理
旋轉(zhuǎn)式RTO,也稱旋轉(zhuǎn)式蓄熱式氧化爐。其原理是在高溫下將可燃廢氣氧化成對(duì)應(yīng)的氧化物和水,從而凈化廢氣,并回收廢氣分解時(shí)所釋放出來的熱量,廢氣分解效率達(dá)到99%以上,熱回收效率達(dá)到95%以上。
1.2 旋轉(zhuǎn)式RTO結(jié)構(gòu)
旋轉(zhuǎn)式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉(zhuǎn)閥等組成。爐體分成12個(gè)室,5個(gè)室進(jìn)廢氣、5個(gè)室出凈化氣,1個(gè)室清掃,1個(gè)室起隔離作用。廢氣分配閥由電機(jī)帶著連續(xù)、勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在分配閥的作用下,廢氣緩慢在12個(gè)室之間連續(xù)切換。
1.3 旋轉(zhuǎn)式RTO優(yōu)勢
旋轉(zhuǎn)式RTO是第三代RTO,較傳統(tǒng)的床式RTO,其主要優(yōu)點(diǎn)有:
(1)旋轉(zhuǎn)式RTO散熱面積小,12個(gè)室交替工作緩沖,節(jié)約能耗;
(2)12個(gè)室一起工作,氣流分配,凈化效率高;
(3)采用旋轉(zhuǎn)閥,進(jìn)氣、排氣連續(xù),管道壓力波動(dòng)小,廢氣不倒灌,車間氣味小。
旋轉(zhuǎn)式RTO在各行業(yè)的應(yīng)用
2.1 旋轉(zhuǎn)RTO在石化行業(yè)防治VOC的應(yīng)用
在我國石化行業(yè)中,其廢氣的組成較為復(fù)雜,其產(chǎn)生的廢氣毒性大、來源廣、危害廣、種類繁、處理難,因此石油化工廢氣處理技術(shù)的問題亟待解決。一個(gè)單元過程原則上只能解決一種污染物或幾種性質(zhì)相近的污染物的處理問題。但是廢氣的組成是多種多樣的,特別是石油化工廢氣。它面臨的是廢氣多種組分的去除。這就決定了在選擇廢氣處理工藝時(shí),必須考慮多種單元過程的組合,來創(chuàng)建一個(gè)能夠完美處理廢氣的組合流程。RTO在石化行業(yè)應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛,常作為廢氣處理的末端設(shè)備。在利用旋轉(zhuǎn)式RTO進(jìn)行廢氣處理時(shí),需要對(duì)某些成分進(jìn)行去除,采用吸附或過濾法,將旋轉(zhuǎn)式RTO不能處理的廢氣如二氧化氮、二氧化硫、硫化氫、氨氣等有毒有害氣體吸收以及采用玻璃纖維過濾的方法將對(duì)旋轉(zhuǎn)式RTO有害的油霧、酸霧過濾去除,繼而進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式RTO設(shè)備氧化,轉(zhuǎn)化為無毒的二氧化碳和水。此種組合方式在石化行業(yè)已有應(yīng)用,技術(shù)也較為成熟。
2.2 旋轉(zhuǎn)式RTO在制藥行業(yè)防治VOC的應(yīng)用
制藥行業(yè)具有排放點(diǎn)分散、種類繁多等顯著特點(diǎn),因此,就該領(lǐng)域的廢氣防治主要是要做好源頭防治和末端治理。而RTO在制藥行業(yè)中應(yīng)用也十分廣泛。針對(duì)小風(fēng)量、中濃度氣體,含有部分酸性氣體,為了達(dá)到最優(yōu)的效果,采用洗滌+旋轉(zhuǎn)式RTO+洗滌的工藝流程:首先經(jīng)二級(jí)冷凝回收醫(yī)藥化工生產(chǎn)車間部分有機(jī)溶劑,然后進(jìn)行堿噴淋預(yù)處理,吸收無機(jī)廢氣和水溶性廢氣,再進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式RTO進(jìn)行氧化焚燒,經(jīng)過高溫焚燒之后所產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行冷卻后,再通過堿二級(jí)噴淋處理后在高空中排放。針對(duì)大風(fēng)量、低濃度氣體,可在上述工藝流程中進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式RTO前加入沸石轉(zhuǎn)輪濃縮,使風(fēng)量降低,濃度增高,減小旋轉(zhuǎn)式RTO的配置參數(shù)。蓄熱式氧化焚燒技術(shù)在醫(yī)藥化工揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理中的應(yīng)用效果良好,具有很好的推廣價(jià)值,但也需要在實(shí)際應(yīng)用中做好相關(guān)問題的解決,從源頭防治和末端治理兩個(gè)階段共同做好廢氣處理工作。
2.3旋轉(zhuǎn)式RTO在印刷包裝行業(yè)防治VOC的應(yīng)用前景
印刷包裝行業(yè)是有機(jī)廢氣排放的主要行業(yè)之一,印刷行業(yè)在生產(chǎn)過程中需要大量使用油墨和調(diào)整油墨粘度的稀釋劑。在印制品干燥時(shí),油墨與稀釋劑會(huì)排放大量含有苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、異丙醇等揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)的工業(yè)廢氣。印刷包裝行業(yè)VOC排放特點(diǎn)是風(fēng)量大,濃度低,一般會(huì)在旋轉(zhuǎn)式RTO前端進(jìn)行減風(fēng)增濃處理,該方案是專門針對(duì)凹版印刷機(jī)、干法復(fù)合機(jī)、涂布機(jī)等開發(fā)的智能化多功能設(shè)備,使風(fēng)量減小,VOC濃度提高,最后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式RTO處理,去除效率能夠達(dá)到99%,此種組合方式完全可以實(shí)現(xiàn)排放達(dá)標(biāo),在濃度合適的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備自供熱。旋轉(zhuǎn)式RTO在軟包裝行業(yè)已經(jīng)成為環(huán)保節(jié)能的利器。
2.4旋轉(zhuǎn)式RTO在涂裝行業(yè)防治VOC的應(yīng)用
涂裝過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)主要有甲苯、二甲苯、三甲苯等。涂裝車間產(chǎn)生有機(jī)廢氣的主要來源有噴漆室、揮發(fā)室和烘房。烘房廢氣的特點(diǎn)是風(fēng)量小、濃度高,可直接進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式RTO進(jìn)行處理,在高溫條件下?lián)]發(fā)性有機(jī)物氧化分解,產(chǎn)生的熱量作為烘房所需的熱源,凈化后的空氣可以達(dá)到國家和地方發(fā)布的排放標(biāo)準(zhǔn)。噴漆室廢氣具有風(fēng)量大、濃度低的特點(diǎn),且廢氣中含有顆粒性漆霧,其粘度和濕度都比較大。因此必須對(duì)廢氣進(jìn)行漆霧過濾處理,再進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪對(duì)過濾后的廢氣進(jìn)行濃縮,濃縮后變?yōu)闈舛雀?、風(fēng)量低的氣體,最后進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式RTO氧化處理。也可使噴漆廢氣和烘干廢氣一起參與吸附濃縮,噴漆廢氣經(jīng)過和高溫烘干廢氣混合后,由于溫度升高使得相對(duì)濕度下降,節(jié)省了除濕的設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用,又使進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式RTO的廢氣量大幅降低。