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      旋轉式RTO+CO及余熱回收技術在高濃度揮發性有機廢氣治理中的應用

      發表時間: 2020-04-25 15:55:21

      作者: 李水林

      來源: 節能

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      電子及印刷等行業中涂布機產生的高濃度揮發性有機廢氣(VOCs)濃度較高,部分產生高濃度揮發性有機廢氣(VOCs)的企業,由于排放總量限制,采用單一的焚燒工藝并不能達到排放總量限值的要求,需要采用組合工藝進行治理。詳細描述了旋轉式RTO(旋轉式蓄熱式焚燒爐)+CO(催化燃燒爐)的工藝原理及其治理效果。測試結果表明,采用旋轉式RTO+CO對高濃度廢氣可達99.9%以上的凈化效率。

          1 廢氣基礎參數及治理要求

      某電子企業6條涂布機生產過程中,使用大量的有機溶劑,在涂布機頭及烘箱段產生高濃度有機廢氣,廢氣基礎參數如表1所示。

      由于該電子企業受環評批復的排放總量限值,除需要達到地方標準外,還需復合年排放低于3.6t的總量排放要求,根據使用量及排放總量限值計算,凈化系統所需凈化效率應大于99.86% ;根據使用量對應的廢氣濃度為3 984 mg/m3 ;根據排放總量限值排氣濃度需小于5.56 mg/m3。

          2 有機廢氣治理工藝原理

          2.1 治理系統工藝流程

      該企業廢氣風量大,濃度高,凈化效率需達到99.9%,才能達到環評批復的排放總量限值。采用單一的焚燒工藝并不能達到排放總量限值的要求,需要采用組合工藝進行治理。旋轉式RTO治理有機廢氣,在焚燒溫度達到800 ℃以上,凈化效率可達99%以上[1],CO在達到催化劑工作溫度下,凈化效率可達95%以上[2]。該類廢氣治理工藝,可采用旋轉式RTO+CO工藝進行治理,RTO凈化效率>99%,CO設計凈化效率>92%,總凈化效率可達99.9%,達到排放總量限值要求下的>99.86%的凈化效率要求。系統運行時,通過送風機將尾氣送入RTO進行凈化99%以上的VOCs,RTO凈化后通過CO換熱器預熱,再同RTO爐膛取熱混合達到CO催化劑的工作溫度,進一步凈化92%以上的VOCs,達到設計要求 ;CO凈化后的尾氣,首先通過CO換熱器將進氣進行預熱[3],換熱后的尾氣可再次熱回用用于加熱新鮮風供車間烘箱使用,降溫后的尾氣通過排風機送至煙囪達標排放。治理系統工藝流程如圖1所示。

          2.2 設備及運行參數

          2.2.1 旋轉式RTO

      旋轉式RTO由上室體(蓄熱層、爐膛RTO)及下室體(旋轉閥)組成,具體如圖2和圖3所示,RTO運行參數見表2。RTO采用上下室體結構,氣密封形式,可防止泄露產生,保證長期運行穩定性。

          2.2.2 CO

          經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行治理,相對于高濃度廢氣用的貴金屬催化劑工作溫度低[4],可節約能耗(見圖4)。催化劑結構存在多種形態(見圖5),采用顆粒狀催化劑可增加氣體與催化劑的接觸,針對低濃度廢氣穩定凈化效率。本系統采用低溫金屬氧化物顆粒狀催化劑,工作溫度在220 ℃以上時,凈化效率可達92%以上。CO運行參數如表3所示。

       

          2.3 系統熱平衡分析及余熱回用

          治理系統溫度流程圖如圖6所示,CO經CO換熱器出口與廢氣總進口溫升為75 ℃,熱輻射損失約10 ℃,系統總體溫升需求為85 ℃。廢氣濃度3984 mg/m3,根據廢氣不同成分熱值如表4所示,廢氣對應熱值熱值為1.379×1010 J/m3,可產生廢氣溫升約為88.6 ℃,可滿足系統運行所需的熱量需求,系統預熱結束且正常生產運行時,不需要消耗額外的天然氣。同時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天然氣產生的熱量,天然氣按3.6 元/m3計,節約燃氣成本約221萬元/年,在處理廢氣達標的同時,產生較大的經濟效率。

          3 治理效果

          檢測結果如表5所示。

          根據檢測結果,廢氣進口平均濃度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%,系統總凈化效率>99.9%。檢測結果表明,系統整體達到了處理要求,取得了良好的效果。

          4 結語

      高濃度廢氣中,對總量限值或排放廢氣濃度較高如涂布機、化工、制藥等行業的廢氣,僅靠單級RTO無法滿足排放限值或排放標準的要求,若采用新風稀釋進口濃度后采用RTO處理來達標,RTO投資成本將增加并無經濟效益,同時總排放量并未減少,不具有環境效益。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,同時降低總量排放的有效措施,同時具備余熱回用的經濟效率,一舉兩得,有較好的經濟和環境效益。


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