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编辑:天华化工机械时间:2018-12-19

RTO设备常用安全保护技术研究

热破坏法是工业有机物废气(VOCs)处理最常用的技术,其关键设备就是蓄热式热力焚化炉(RTO)。RTO设备技术在我国经过十几年的发展,已经从早期的“2室RTO”发展到第二代技术的“3室RTO”,近年国内RTO生产厂又成功实现技术突破,发展出具有12个室、第三代技术的“旋转式RTO”。

由于RTO设备各种系统联动工作,控制复杂,又是高温设备,因此,RTO设备的安全性就成为用户选型和使用最为关心的问题之一,笔者常年从事RTO设备设计工作,根据自己多年的经验,介绍一些RTO设备常用安全保护技术给大家,仅供参考;

一、RTO设备炉体常用的安全保护措施

(1)RTO设备天然气加热系统一般选用国际知名品牌燃烧器和阀组,选择的器件必须符合国际安全标准,需配备火焰检测器进行火焰熄火安全保护,在火焰熄火时能快速关断燃气,同时点火管路必须采用双电磁阀点火;燃烧机系统常用的安全保护还包括:燃气欠压保护、燃气超压保护、燃气压力表、逆火阻回阀、燃气过滤器等;

(2)RTO设备系统开机程序中,点火前应设计有炉膛吹扫流程,炉膛吹扫流程用于清扫炉膛内残留的有机废气和燃料,避免点火时发生爆炸,炉膛吹扫流程不少于30秒;

(3)炉膛到烟囱中间应设有高温旁通阀,高温旁通阀必须是气动断电常开阀,温度过高时高温旁通阀会自动打开释放过多的热量,异常断电时高温旁通阀也会自动打开,保护炉膛;

在废气入口设有新风阀,当温度过高超温时,与高温旁通阀联动自动打开,通过进新风降温;

(4)系统在废气入口处应设置有紧急排放阀,可在RTO故障或者维护停机的时候紧急排放;

(5)在炉体进、出风口都设置有压差表及传感器,他们用来观测蓄热陶瓷的工作情况,检测蓄热陶瓷是否堵塞或者破损,压差表对主风机互锁;

(6)系统设有声光报警装置,并留有24V输出接口,客户可根据实际情况增加报警显示点;主控屏会一直显示系统运行状态,如有故障时,会在主控屏自动记录报警信息,方便及时排查故障;

(7)系统设置安全急停按钮,当RTO区域发生危险情况时,拍下急停可以避免更大损失的发生;

(8)RTO系统在废气进炉膛前设置有泄爆口,超过设定安全压力时可释放高压,减少损失;

二、山东RTO设备生产厂家电器系统常用的安全保护措施

(1)系统安装具有过载保护,接地保护,电源防雷保护功能等。

(2) RTO 系统采用 PLC 自动控制,具有超温报警、压力连锁保护功能。

(3)短路保护,当电机的定子绕组及其引出线的相间短路故障,设有电流速断保护。

(4)断相保护,连续运行的三相交流电动机设置有缺相保护装置。

(5)控制连锁控制有:热氧化室温度与燃烧器连锁控制、热氧化室的温度与引风机的连锁控制、阀门故障连锁保护、元件断电复位保护等。

RTO技术是近年来我国在燃烧法的基础上发展出来的新技术,该应用虽然晚于活性炭吸装置,但由于其操作简单,运行维护较少,对挥发性有机物的去除效率较高,一般在95%以上,是目前我国有机废气治理的主要技术之一。

VOCs种类繁多,来源也十分广泛,成分复杂,常见的有烃类、醇类、醚类、酯类等。加油站、装修、餐饮、干洗、喷涂、化工等生产或使用有机溶剂的行业都会产生VOsC排放。即使同一物质,由于风量不同、浓度不同,所需技术路线也不一样。

蓄热式热氧化器(RTO)

蓄热式热氧化器(RegenerativeThermal Oxidizer简称RT0)是将有机废气加热到760℃以上,在高温下发生氧化反应,使废气中的碳氢化合物氧化变成CO2和H2O,直接排放到大气。由于RTO装置包括一组热回收率高达95%的陶瓷填充床器,所以在处理过程中只消耗很少的燃料或不消耗燃料,在浓度更高时还可向外输出热量进行二次热回收利用。

RTO是TO(气体焚烧炉)的改进结构,是将原TO中的空气预热器(板式或管式,热回收率国产约50%,德国最大为85%)替换为陶瓷填充床空气预热器,热回收率达到95%,所以可将95%的热用来预热废气,氧化废气中的有机物只需要5%的热量即可。

RTO设备处理VOCs的常见形式有:二室RTO、三室RTO和旋转RTO,根据需求可设计成五室RTO、七室RTO等结构形式。

1.RTO工艺原理

RTO的工作原理:有机物(VOCs)在一定温度下与氧气发生反应,生成CO2和H2O,并放出一定热量的氧化反应过程,RTO是把废气加热到700℃以上,使废气中的VOC氧化分解为CO2和H2O,氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体,使之升温“蓄热”,并用来预热后续进入的有机废气,从而节省废气升温燃料消耗的处理技术。

1.1旋转RTO工作原理

旋转RTO的蓄热体中设置分格板,将蓄热体床层分为几个独立的扇形区。废气从底部经进气分配器进入预热区,使气体温度预热到一定温度后进入顶部的燃烧室,并完全氧化。

净化后的高温气体离开氧化室,进入冷却区,将热量传给蓄热体而气体被冷却,并通过气体分配器排出。而冷却区的陶瓷蓄热体吸热,“贮存”大量的热量(用于下个循环加热废气)。

为防止未反应的废气随蓄热体的旋转进入净化气出口去,当蓄热体旋转到净化器出口区之前,设有一扇形区作为冲洗区。

通过蓄热体的旋转,蓄热体被周期性的冷却和加热,同时废气被预热和净化器冷却。如此不断地交替进行。

天津RTO设备公司二室RTO工作原理

在开工时先将新鲜空气代替有机废气,借燃烧器将蓄热室加热到一定温度。由于蓄热体具有极高的储热性能,所以从一个冷的RTO加热到一定高的温度,并且还要达到正常温度分布,需要一定的时间。

正常工作时,其中一个蓄热室已在前一个操作循环中存储了热量,有机废气首先从底部进入该蓄热室,废气通过蓄热体床层被预热到接近燃烧时温度,而蓄热体同时逐渐被冷却。

预热后的废气进入顶部燃烧室,在燃烧室中有机物被氧化后,即作为高温净化气进入另一个蓄热室;此时,净化气的热量传给蓄热体,蓄热体床层逐渐被加热,而净化气则被冷却后排出。当被冷却的蓄热体冷却到尚可允许的温度水平时,就应切换气流的方向,即完成第一个循环。

切换流向后,有机废气进入已被加热过的蓄热室,反应后的净化气则将热量传给上一循环被冷却的蓄热室,如上所述,完成第二个循环。