PART
01
RTO在设计的时候,考虑到自身实际工况,包括废气来源、组成、浓度变化、气量大小等,在设计时充分考虑可能产生的不利因素环节,根据实际需要增设相应附属设施和安全设施。
有哪些点需要着重注意呢?来做一下了解吧!
1、去除不宜进入RTO的有机废气组分
废气洗涤塔示例
废气预处理设施通常是对废气中的粉尘、酸、碱、易自聚物质、大分子物质废气、水分、含氯物质、漆雾等进行预处理。当有机废气中含有树脂、颗粒物、固化剂、高沸点芳烃等容易在管道输送过程中形成颗粒物的物质时,应按物质的性质选择合适的吸收、吸附和过滤等预处理措施,保证进入RTO的有机气体达到进气指标要求。
2、保持废气浓度、气量相对稳定
缓冲罐示例
在有机废气进入RTO前,设置足够容积的缓冲罐,增加废气的停留时间,较好地混合气体,并根据需要补充风量,避免高浓度、大气量废气直接进入RTO。
3、确保有机废气浓度不超标
严格控制进炉前废气浓度在其有机物的爆炸极限下限(LEL)的25%以下(GB20101),否则应采用空气强制稀释。
4、防止发生回火
阻火器示例
缓冲罐至RTO管线等位置设置回火装置;紧急排放阀宜设置远程独立控制,防止在非正常情况下气流堵塞,影响上游设置。
5、防止静电产生
法兰静电跨接铜片
当系统风管道采用金属材质时应采用光滑内壁金属管、采取法兰间铜片或铜线跨接、系统管道接地等措施,风管内壁禁止涂刷非导电防腐涂层,防止静电产生和积聚。如采用玻璃钢,PVC塑料等材质,应带铜条以防静电(进炉前管线必须为金属管),并在产生废气设备出口部位设置有机气体浓度检测设施并设置紧急排放口。
6、防止爆炸危害扩大
废气管道设置防爆膜、防止管道堵塞的泄压阀,缓冲罐上设置泄压阀,RTO炉膛设防爆口等安全设施,采用防爆风机。
7、提高自动化控制程度
对关键操作参数实时监测和进行连锁控制,实时监测风机、阀门、燃烧器、酸碱度、废气浓度、炉膛和废气管道压力的参数变化,并按工艺安全要求设置相应连锁。
如设置气体浓度与新风/放空阀,有效降低有机废气浓度,便于紧急情况下放空;炉室下层床温及排放温度与进气量/喷油量等实行联锁,以调节燃烧室温度;热氧化室负压与引风机的连锁控制,使设备正常运行时热氧化室保持微负压状态,确保高温烟气不回流;排烟温度与进气阀门进行连锁控制,当排烟温度超过一定限值后,进气阀门主动关闭,自动打开旁通紧急排放阀,确保有机废气不会在烟气分布室中着火燃烧。
8、编制符合实际的《安全操作规程》等
编制符合实际的《安全操作规程》,并对员工进行培训,熟悉开、停工及紧急状态的操作要求。
9、设计适合自身的流程
设计适合自身的流程。如缓冲罐与焚烧炉应拉开足够距离,以保证有机废气浓度高时,有足够时间保证直接排放的连锁动作。
PART
02
三“T”一氧
RTO作为应用面最广泛的VOCs处理工艺,在正确设计和操作时,可以实现非常高效率的VOCs处理。定义这些最佳条件的参数,历来被描述为“3T”:时间(Time)、温度(Temperature)和湍流(Turbulence)。第四个也必须包括:过量的氧气。当这四个参数设置合适时,VOC的破坏效率可以达到 99.99% 以上。
这四个参数在RTO处理流程中是怎样的作用与地位呢?
1、温度&停留时间
温度是对VOCs处理效率影响最大的参数。一般RTO在760到1204℃ 的温度范围内工作。在给定的操作温度下,处理效率将随处理的特定化合物而变化。
也就是说,与其他化合物相比,在相同温度下,某些化合物的处理效率将更高;自燃温度(AIT)越高的化合物,越难以处理,所以操作时所需要的温度相应要调高。
根据各种化合物的自燃温度分级
停留时间对VOCs破坏效率也有很大的影响——要留有足够的时间才能充分发生化学反应。一般情况下,VOCs的停留时间从0.5到2.0s不等。停留时间不足的话,处理的效果也会不够彻底,反之亦然。
VOCs破坏效率 vs 温度&时间
2、湍流
氧气和VOCs分子必须在规定的温度下彻底混合,以便化学氧化反应充分完成,这是通过制造高度湍流来实现的。
通常用气体雷诺数(Reynolds number,简称Re)定义湍流,Re=ρvd/μ,其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数,d为一特征长度;RTO模型中Re应大于10,000。
层流与湍流的不同
这一概念可以通过认识到Re方程中的一些参数是相互关联的来简化:例如,速度取决于炉体的内径;同时,速度、密度和粘度取决于温度。燃烧产物的组成一般在相当窄的范围内。因此,在给定的温度下,密度和粘度也在非常窄的范围内变化。
3、氧含量
作为助燃物,氧气的浓度是热氧化反应的另一个重要参数,通过另外添加空气提供氧气。为了确保VOCs分子与氧分子充分接触反应,运行提供的氧气量会大于反应所需的氧气量。
通过控制完全燃烧后的产物中氧气含量(Oxygen content)>3%来确保VOCs在炉中已充分燃烧。
由上可见,RTO设备的计算设计即是最大的核心技术点。
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