旋轉(zhuǎn)式RTO+CO及余熱回收技術(shù)在高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理中的應(yīng)用

摘要: 電子及印刷等行業(yè)中涂布機(jī)產(chǎn)生的高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)濃度較高,部分產(chǎn)生高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)的企業(yè),由于排放總量限制,采用單一的焚燒工藝并不能達(dá)到排放總量限值的要求,需要采用組合工藝進(jìn)行治理。詳細(xì)描述了旋轉(zhuǎn)式RTO(旋轉(zhuǎn)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(jié)果表明,采用旋轉(zhuǎn)式RTO+CO對(duì)高濃度廢氣可達(dá)99.9%以上的凈化效率。

摘要：電子及印刷等行業(yè)中涂布機(jī)產(chǎn)生的高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)濃度較高,部分產(chǎn)生高濃度揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)的企業(yè),由于排放總量限制,采用單一的焚燒工藝并不能達(dá)到排放總量限值的要求,需要采用組合工藝進(jìn)行治理。詳細(xì)描述了旋轉(zhuǎn)式RTO(旋轉(zhuǎn)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(jié)果表明,采用旋轉(zhuǎn)式RTO+CO對(duì)高濃度廢氣可達(dá)99.9%以上的凈化效率。

 

1 廢氣基礎(chǔ)參數(shù)及治理要求

 

某電子企業(yè)6條涂布機(jī)生產(chǎn)過程中，使用大量的有機(jī)溶劑，在涂布機(jī)頭及烘箱段產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢氣，廢氣基礎(chǔ)參數(shù)如表1所示。

 

 

由于該電子企業(yè)受環(huán)評(píng)批復(fù)的排放總量限值，除需要達(dá)到地方標(biāo)準(zhǔn)外，還需復(fù)合年排放低于3.6t的總量排放要求，根據(jù)使用量及排放總量限值計(jì)算，凈化系統(tǒng)所需凈化效率應(yīng)大于99.86% ；根據(jù)使用量對(duì)應(yīng)的廢氣濃度為3 984 mg/m3 ；根據(jù)排放總量限值排氣濃度需小于5.56 mg/m3。

 

2 有機(jī)廢氣治理工藝原理

 

2.1 治理系統(tǒng)工藝流程

 

該企業(yè)廢氣風(fēng)量大，濃度高，凈化效率需達(dá)到99.9%，才能達(dá)到環(huán)評(píng)批復(fù)的排放總量限值。采用單一的焚燒工藝并不能達(dá)到排放總量限值的要求，需要采用組合工藝進(jìn)行治理。旋轉(zhuǎn)式RTO治理有機(jī)廢氣，在焚燒溫度達(dá)到800 ℃以上，凈化效率可達(dá)99%以上[1]，CO在達(dá)到催化劑工作溫度下，凈化效率可達(dá)95%以上[2]。該類廢氣治理工藝，可采用旋轉(zhuǎn)式RTO+CO工藝進(jìn)行治理，RTO凈化效率>99%，CO設(shè)計(jì)凈化效率>92%，總凈化效率可達(dá)99.9%，達(dá)到排放總量限值要求下的>99.86%的凈化效率要求。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過送風(fēng)機(jī)將尾氣送入RTO進(jìn)行凈化99%以上的VOCs，RTO凈化后通過CO換熱器預(yù)熱，再同RTO爐膛取熱混合達(dá)到CO催化劑的工作溫度，進(jìn)一步凈化92%以上的VOCs，達(dá)到設(shè)計(jì)要求 ；CO凈化后的尾氣，首先通過CO換熱器將進(jìn)氣進(jìn)行預(yù)熱[3]，換熱后的尾氣可再次熱回用用于加熱新鮮風(fēng)供車間烘箱使用，降溫后的尾氣通過排風(fēng)機(jī)送至煙囪達(dá)標(biāo)排放。治理系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

 

2.2 設(shè)備及運(yùn)行參數(shù)

 

2.2.1 旋轉(zhuǎn)式RTO

 

旋轉(zhuǎn)式RTO由上室體（蓄熱層、爐膛RTO）及下室體（旋轉(zhuǎn)閥）組成，具體如圖2和圖3所示，RTO運(yùn)行參數(shù)見表2。RTO采用上下室體結(jié)構(gòu)，氣密封形式，可防止泄露產(chǎn)生，保證長期運(yùn)行穩(wěn)定性。

 

 

 

2.2.2 CO

 

經(jīng)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(jìn)行治理，相對(duì)于高濃度廢氣用的貴金屬催化劑工作溫度低[4]，可節(jié)約能耗（見圖4）。催化劑結(jié)構(gòu)存在多種形態(tài)（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(duì)低濃度廢氣穩(wěn)定凈化效率。本系統(tǒng)采用低溫金屬氧化物顆粒狀催化劑，工作溫度在220 ℃以上時(shí)，凈化效率可達(dá)92%以上。CO運(yùn)行參數(shù)如表3所示。

 

 

2.3 系統(tǒng)熱平衡分析及余熱回用

 

治理系統(tǒng)溫度流程圖如圖6所示，CO經(jīng)CO換熱器出口與廢氣總進(jìn)口溫升為75 ℃，熱輻射損失約10 ℃，系統(tǒng)總體溫升需求為85 ℃。廢氣濃度3984 mg/m3，根據(jù)廢氣不同成分熱值如表4所示，廢氣對(duì)應(yīng)熱值熱值為1.379×1010 J/m3，可產(chǎn)生廢氣溫升約為88.6 ℃，可滿足系統(tǒng)運(yùn)行所需的熱量需求，系統(tǒng)預(yù)熱結(jié)束且正常生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，不需要消耗額外的天然氣。同時(shí)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(chǎn)生的熱量，天然氣按3.6 元/m3計(jì)，節(jié)約燃?xì)獬杀炯s221萬元/年，在處理廢氣達(dá)標(biāo)的同時(shí)，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效率。

 

 

 

3 治理效果

 

檢測結(jié)果如表5所示。

 

 

根據(jù)檢測結(jié)果，廢氣進(jìn)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(tǒng)總凈化效率>99.9%。檢測結(jié)果表明，系統(tǒng)整體達(dá)到了處理要求，取得了良好的效果。

 

4 結(jié)語

 

高濃度廢氣中，對(duì)總量限值或排放廢氣濃度較高如涂布機(jī)、化工、制藥等行業(yè)的廢氣，僅靠單級(jí)RTO無法滿足排放限值或排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，若采用新風(fēng)稀釋進(jìn)口濃度后采用RTO處理來達(dá)標(biāo)，RTO投資成本將增加并無經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)總排放量并未減少，不具有環(huán)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(shí)降低總量排放的有效措施，同時(shí)具備余熱回用的經(jīng)濟(jì)效率，一舉兩得，有較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

 

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