rto蓄熱式焚燒爐
揮發(fā)性有機化合物(Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs) 通常指沸點低于250℃的化學物質(zhì)，是經(jīng)常見到的大氣污染物，包含鹵代烴、脂肪烴、芳香烴、有機酸、硫烴等。這些有機廢氣對動植物生產(chǎn)、人體健康以及環(huán)境質(zhì)量等均可導致導大的直接危害。VOCs 在陽光照耀下，與大氣中的氮氧化合物、碳氫化合物發(fā)生光化學反應，導致光化學煙霧、酸雨、霾和藹候變化等一系列環(huán)境問題，這些揮發(fā)性有機廢氣在空氣中懸浮匯聚亦是造成PM2.5 和PM10 數(shù)值接連不斷上升的因素之一，因而怎么樣削減這些揮發(fā)性污染物至關重要。
中國是印刷大國，據(jù)統(tǒng)計，起到較大規(guī)模的企業(yè)八萬多家，當中大部分油墨和涂布工業(yè)均 采納油性涂料作為涂布液，所以造成每年產(chǎn)生的有機廢氣排放量高達幾十萬噸。這些VOCs 的排放不但對人的身體健康導致巨大的傷害，還是原料資源的極大浪費，造成企業(yè)生產(chǎn)成本上升和經(jīng)濟效益下降。本文根據(jù)江蘇某用料包裝生產(chǎn)企業(yè)含VOCs 廢氣的產(chǎn)排特征， 采納了“三室RTO+ 熱能回收”處理工藝應用于企業(yè)廢氣的末端處理，取得了非常好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
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產(chǎn)污環(huán)節(jié)
企業(yè)主要產(chǎn)品包括PET 一般煙包轉移膜、OPP鐳射防偽轉移膜、PET 鐳射防偽轉移膜等。項目涂布、烘干工段均在涂布機上進行操作，該機由放卷、前放卷張力、糾偏系統(tǒng)、涂布頭、干燥箱(烘箱)、冷卻系統(tǒng)、后收卷糾偏、張力系統(tǒng)、收卷系統(tǒng)組成。
涂布頭包括涂布網(wǎng)紋輥、背輥(壓輥)、刮刀、刮刀調(diào)節(jié)機構。涂布頭是涂布機的核心部分，涂布機的技術能力取決于涂布頭。加熱 采納5段式電加熱，GSN熱風循環(huán)，最炎熱的天氣度140℃。安放在放卷裝置上的基膜(厚度12-18um) 經(jīng)自動糾偏后進入浮輥張力系統(tǒng)，調(diào)整前放卷張力后進入涂布頭，調(diào)配好的涂料按涂布系統(tǒng)的設定進行持續(xù)涂布，涂布后濕膜進入干燥箱(烘箱) 由熱風進行干燥，干燥后帶信息涂層的塑料薄膜經(jīng)冷卻系統(tǒng)冷輥定型后調(diào)整系統(tǒng)操縱好張力、同時操縱好收卷速度(80-100m/min)、使它與涂布速度同步，冷卻后的膜由糾偏系統(tǒng)自動糾偏使其保持在中心位置由收卷裝置進行收卷。
生產(chǎn)過程中會有調(diào)配廢氣、涂布廢氣，烘干廢氣產(chǎn)生，主要附有乙酸乙酯、醋酸正丁酯、丁酮、丙二醇甲醚等有機污染物。方法 采納了蓄熱式熱氧化爐來管理生產(chǎn)過程中的有機廢氣，并結合余熱回收利用設備，為企業(yè)開拓一條既環(huán)保又節(jié)能的處理工藝路線。
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設計要點
2.1 風量設計
車間調(diào)配區(qū) 采納排風罩收集進行局部通風，排風罩設置在污染物上方，根據(jù)公式計算：Q= kphvx ；式中：P-排風罩口敞開面的周長，m；H-罩口至污染源距離，m；vx-污染物邊緣操縱風速；k-安全系數(shù)，通常取1.4。最后確定排放量Q1為1200m3/h。
項目對涂布機頭區(qū)域進行密閉，并 采納全面通風，全面通風量可根據(jù)換氣次數(shù)確定，即Q=nV，式中：n-換氣次數(shù)，1/h ；V-通風房間體積，m3。因為廠房內(nèi)空間潔凈度等級為7級，根據(jù)GB50073-2001規(guī)定，換氣次數(shù)為15～25次，方法選定n=20，排放量Q2為2400m3/h。
設備烘箱配有熱風循環(huán)系統(tǒng)及排放裝置，其排風機額定風量Q=5000m3/h，故兩套生產(chǎn)線合計風量Q3=10000m3/h。
綜上所述，Q總=Q1+Q2+Q3=13600m3/h?？紤]處理系統(tǒng)留有10％的操作余量，確定進入RTO裝置的廢氣處理能力Q=15000 m3/h。
2.2 余熱回收系統(tǒng)
根據(jù)項目的實際運動情況，收集廢氣的主要污染物為乙酸乙酯溶劑，其濃度為4000mg/m3，計算可知該股廢氣的熱值為365640 kcal/h，維持RTO 設備的自運動所需的能量為176023kcal/h，所以可通過換熱器等形式回收VOC 氧化后的余熱用于涂布干燥用熱，從而實現(xiàn)設備煙氣排放余熱回收利用的目的，熱量平衡方程式如下：
其余熱回收經(jīng)濟效益計算公式如下：
189617(富余熱量)×0.7(系統(tǒng)綜合利用率)×24(h/d)×300(d/a)/8500( 天然氣熱值)= 112432(m3/a) ；
112432(m3/a)×3.65(元/m3)=41(萬元/a)
上面計算中，效益將隨生產(chǎn)線的實際工作時間(年時基數(shù))變化而變化。
圖1 RTO處理VOCs系統(tǒng)工藝流程
表1 余熱利用系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)表
2.3 主體設備參數(shù)
該企業(yè)廢氣中不含鹵素、氮、硫等元素，腐蝕性不強，所以焚燒爐殼體 采納6mm厚的Q235B鋼板密封滿焊；蓄熱陶瓷體選用 采納LANTEC MLM180產(chǎn)品及抗硅填料混合而成，該填料在急熱急冷時起到很好的化學和物理穩(wěn)定性，還能夠改善氣流分布。RTO燃燒室的設計溫度需要燃燒器來維持，項目 采納進口品牌霍尼韋爾低壓頭比例調(diào)節(jié)式天然氣燃燒器，雙電磁閥幸免燃料不燃燒而進入爐膛，同時其起到自動吹掃、自動點火、紫外線掃描儀火焰檢測、火焰燃燒狀況監(jiān)視等功效。設計主要參數(shù)如表2所示。
rto焚燒爐廠家
2.4 操縱系統(tǒng)
提高的自動操縱，是安全生產(chǎn)的保障。項目 采納DCS系統(tǒng)對RTO本體及熱能回收系統(tǒng)進行自動操縱。因為涉及多個功效區(qū)，一方面，各區(qū)域設備因為生產(chǎn)用能相互關聯(lián)；另一方面，設備又起到相對獨立的要求，造成各區(qū)域電控連鎖關系較為復雜，其操縱要點如下：
(1) 停機狀態(tài)。RTO原始狀態(tài)，超溫安全自動閥位置：密閉，煙氣不經(jīng)余熱換熱器；新風系統(tǒng)原始狀態(tài)，新風管路氣動閥：打開，新風風機啟動，新風始終經(jīng)過余熱換熱器。
(2) 運動狀態(tài)。RTO 爐內(nèi)溫度＜850℃，超溫安全自動閥密閉；RTO 爐內(nèi)溫度≥850℃，向DCS 系統(tǒng)提供炎熱的天氣信號，超溫安全自動閥(耐溫960℃)打開，炎熱的天氣煙氣經(jīng)過余熱換熱器。
(3) 熱風溫度過高(＞120℃)報警信號。出余熱換熱器后，熱風回風管上設一個溫度探頭。當熱風溫度高于120℃時，給RTO提供炎熱的天氣報警信號，RTO超溫安全自動閥進行調(diào)節(jié)，減小經(jīng)過余熱換熱器的炎熱的天氣煙氣量。
項目于2017年通過由環(huán)保三同時驗收，廢氣凈化系統(tǒng)出口的檢測結果見表3，結果顯示經(jīng)處理后的各種廢氣污染因子均能達標排放。
車間排氣筒出口斷面檢測結果(n=3)
經(jīng)濟分析
(1)RTO系統(tǒng)(包括爐體、余熱回收設備、新風風機等)總投資共計160萬元。
(2)RTO 系統(tǒng)有新風風機一臺11kW/h，主引風機一臺37kW/h，助燃風機一臺3kW/h，吹掃風機一臺5.5kW/h，操縱柜耗電量為1.5kW/h ；按每年工作7200h計算，每度電0.75元計算，共計：(58+11)kW/h×7200h×0.75元＝37萬元/年。
(3) 系統(tǒng)正常運動后，余熱回收經(jīng)濟效益約為41萬元/年。
采納RTO氧化焚燒技術管理涂膜廢氣，現(xiàn)場運動數(shù)據(jù)表示：非甲烷總烴排放限值滿足《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297—1996) 中表2二級標準，乙酸乙酯排放值低于《制訂地方大氣污染物排放標準的技術方法》GB/T13201-91計算限值。RTO系統(tǒng)總投資共計160 萬元，通過安裝煙氣余熱回收裝置，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟效益約41萬元。該套設備的使用，不但大大降低了VOCs的排放量，還起到非常好的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
