RTO蓄熱式燃燒設備如何處理金屬表面涂裝廢氣

 

蓄熱式燃燒爐(RTO)將生產排放的有機廢氣溫度提高到680-1050℃，并在此高溫下直接分解為二氧化碳和水蒸氣。大量熱能從煙氣轉移到再生器，加熱有機廢氣，在下一個循環(huán)中分解。RTO運行成本低，有機廢氣處理效率可達95%-99%。這種方法常用于世界先進設備的VOCS處理。VOCs有機廢氣氧化燃燒是通過高溫手段將有機物分解為二氧化碳、水和一些化合物，一般氧化處理效率可達95%-99%。燃燒方式分為直接氧化燃燒(to)和再生燃燒(RTO)。RTO比TO具有更高的換熱效率和節(jié)能性。

1、金屬表面處理概述:

隨著科學技術的進步、工業(yè)生產的發(fā)展和人民生活水平的提高，產品和工業(yè)設備的質量也發(fā)生了變化。產品不僅需要耐腐蝕耐用，還需要外觀干凈美觀，美觀大方，具有一定的觀賞價值。因此，表面處理技術已經廣泛應用于各種制造行業(yè)。

表面處理技術在保護和增加金屬材料價值方面一直發(fā)揮著重要作用。一方面可以顯著降低金屬(尤其是鋼材)的腐蝕速率，為社會節(jié)約大量財富，通過處理獲得美觀的外觀。另一方面，表面處理技術也可以嘗試賦予金屬各種與電、磁、光、聲、化學、機械相關的新功能。

由于材料的大部分功能都體現在它們的表層，所以一些低成本的金屬材料有可能具有耐磨、減摩、磁化、導電、易焊接、化學催化等特殊功能。經過表面處理后，其價值可以翻倍。也就是說，金屬表面處理技術不僅可以為其他加工技術提供平整、清潔、美觀的表面，還可以獨立形成具有重要價值的新型表面材料。它對制造業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。

金屬表面處理技術涉及面廣，涉及學科范圍廣，很少有人能掌握表面處理技術的全部內容。此外，隨著科技的進步和需求的增長，新技術也會被列入名單。然而，這一復雜而重要的綜合技術卻長期被學術界所忽視。

2、蓄熱式燃燒技術的工作原理:蓄熱式燃燒技術在蓄熱器中采用熱交換原理。煙氣排放時，高溫煙氣通過蓄熱器蓄熱，蓄熱器放熱，將助燃空氣和燃氣預熱到一定溫度，大大降低了加熱爐的燃料消耗。這是一種提高加熱爐熱效率、節(jié)能環(huán)保的新技術操作。

3、蓄熱式焚燒爐(RTO)的工藝原理:兩床RTO的主體結構由高溫氧化室、兩個陶瓷蓄熱體和四個切換閥組成。當有機廢氣進入再生器1時，再生器1放出熱量，有機廢氣被加熱到800℃左右，在高溫氧化室燃燒后的高溫清潔氣體通過再生器2；蓄熱器2吸收熱量，高溫氣體被蓄熱器2冷卻并通過開關閥排出。一段時間后，閥被切換，有機廢氣從再生器2進入，再生器2釋放熱量以加熱廢氣。廢氣經氧化和燃燒后，通過吸收熱量的再生器1，高溫氣體經開關閥冷卻后排出。這樣，有機廢氣可以通過周期性切換進行連續(xù)處理，同時不需要或少量補充能量，達到節(jié)能效果。

在對VOC排放濃度和排放速率要求較高的情況下，可以設計3個或5個再生床，每個再生床可以依次進行蓄熱、放熱和清洗的循環(huán)。對于高濃度(小于20%LEL)的有機氣體，氧化后的熱量可以進行二次余熱回收，回收方式可以是:加熱導熱油、蒸汽、熱水、熱風，過濾后的熱風直接回用。

3.1再生焚燒爐的工藝流程

VOCs廢氣處理簡介:金屬涂裝廢氣中的VOCs成分復雜，主要成分為甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、環(huán)己酮、丁酮、異丙醇、丁醇等。國內許多環(huán)保企業(yè)開發(fā)了各種設備和工藝來處理鋁涂裝含揮發(fā)性有機化合物的廢氣，主要有幾種工藝。

4、1催化燃燒法這種方法的工作原理是利用廢氣中的VOCs在催化劑作用下能有效降低氧化轉化溫度的特點，在設備中加入催化劑作為催化劑，降低VOCs的氧化轉化溫度。首先通過外部熱源將廢氣加熱至催化起燃*低溫為280℃，引入裝有催化劑的催化床，使含有VOCs的廢氣與催化劑充分接觸，并保持足夠的停留時間。加熱后的VOCs依靠催化劑中鉑Pt和鈀Pd的活性作用，將廢氣中的有機物轉化氧化成無害的水和二氧化碳，從而達到凈化廢氣的目的。

這種方法的缺點是隨著設備周期的延長，催化劑的性能逐漸下降，處理效果也隨之下降。同時維護成本高一倍，非甲烷總烴殘留量超標。

4.2熱燃燒法這種方法的工作原理是:利用廢氣中的VOCs分子鏈在高溫下容易斷裂產生氧化轉化的原理，將含有VOCs的廢氣通過外部熱源直接加熱到750℃的低氧化轉化溫度。首先將含有VOCs的廢氣加熱到750℃的低氧化轉化溫度，停留足夠的分解時間，使廢氣中的VOCs充分轉化為水和二氧化碳，從而達到凈化廢氣的目的。并且余熱可以在合適的條件下利用，既凈化了廢氣，保護了環(huán)境，又利用了余熱，產生了一定的經濟效益。該方法適用于任何廢氣溫度場合，在中高廢氣揮發(fā)性有機化合物濃度場合都能獲得理想的處理效果；由于廢氣裂解溫度高，燃料消耗高，熱量不能充分利用時運行成本高。

4.3活性炭(碳纖維)的吸附與脫附該方法的工作原理:通過活性炭(碳纖維)中微孔的物理吸附，吸附廢氣中的VOCs，從而達到凈化廢氣的目的。活性炭吸附只吸附VOCs，并不真正將VOCs轉化為無害物質，吸附到一定程度后會達到飽和，必須進行脫附再生。脫附方法包括飽和蒸汽脫附溶劑回收法、常壓過熱蒸汽脫附催化凈化法和直接催化燃燒熱空氣連續(xù)脫附法。

4.4蓄熱式熱燃燒的廢氣處理原理與熱燃燒相同。不同的是蓄熱法安裝了蓄熱材料，而不是熱燃燒法的換熱器。由于蓄熱材料具有較大的傳熱面積和熱容量，它們依靠廢氣進/排氣方向的不斷切換，使蓄熱材料不斷吸收和釋放熱量，達到節(jié)能的效果。本發(fā)明的優(yōu)點是通過安裝蓄熱材料有效提高了換熱效率，通常高達95%以上，遠高于普通換熱器60%以下的換熱效率。當廢氣濃度較低時，可實現*低運行成本，當廢氣濃度達到2g/m3時，可實現反應運行。是目前國際上普遍使用的低能耗的一種處理VCo的新工藝方法。

5、RTO節(jié)能減排核心RTO節(jié)能減排的關鍵是優(yōu)化印刷涂布機和涂布設備的進排氣系統(tǒng)，提高有機廢氣的排放濃度，減少總排氣量。因此，降低了設備的無功損耗，減少了設備投資，節(jié)能效果更加明顯。

因為，當排放的有機廢氣中的VOCs濃度較大時，超過RTO無功功率平衡點(一般濃度為3g/m2)的熱量可以在印刷涂布干燥箱中重新利用，而RTO排出的處理后的氣體(溫度比進氣高60℃以上)可以通過換熱器進行預熱，然后送入烘箱，可以大大節(jié)約烘箱加熱的能耗，為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經濟效益。

對于鋼桶制造行業(yè)，排放濃度低于2.5g/m2，也可以用轉輪或活性炭吸附有濃度的廢氣，然后濃縮后的氣體可以適合RTO燃燒。

6、總結使用再生焚燒工藝設備對金屬涂裝生產線排放的廢氣進行環(huán)保處理是非常合適和理想的，不僅處理效果優(yōu)異，而且可以完全達到排放標準，運行中節(jié)約能耗，是金屬涂裝企業(yè)環(huán)保處理的理想選擇。