RTO燃燒爐在汽車涂裝車間的應(yīng)用
來(lái)源：濰坊天潔環(huán)？萍脊 閱讀：10515 更新時(shí)間：2018-01-27 10:45蓄熱式集中廢氣處理系統(tǒng)（RegenerativeThermalOxidizer，簡(jiǎn)稱RTO)是利用陶瓷蓄熱體來(lái)儲(chǔ)存有機(jī)廢氣分解時(shí)產(chǎn)生的熱量，并用陶瓷蓄熱體儲(chǔ)存的熱能來(lái)加熱未被處理的有機(jī)廢氣，從而達(dá)到很高的熱效率，廢氣處理效率一般在95%以上，氧化溫度一般在800～980℃之間。
RTO設(shè)備通常適用于以下情形：有機(jī)廢氣的濃度較低、較大的有機(jī)廢氣處理量、有機(jī)廢氣需要較高的氧化溫度、廢氣含有對(duì)催化劑有毒性的物質(zhì)及不需要大量回收熱能。通常不適用于以下情形：有機(jī)廢氣流量在5000Nm3/h以下及有機(jī)廢氣的溫度在大約300℃以上。
ROT的特點(diǎn)是：操作費(fèi)用低、凈化率高、不產(chǎn)生二次污染且全自動(dòng)控制、操作安全簡(jiǎn)單。隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)環(huán)保要求的不斷提升，RTO被廣泛應(yīng)用于汽車涂裝烘干廢氣（VOC）處理中。
RTO工藝流程
RTO設(shè)備一般分為兩室和三室。兩室RTO工作流程如下：
待處理的低溫廢氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入蓄熱室1的陶瓷蓄熱體（該陶瓷蓄熱體已在上一循環(huán)中“貯存”了熱量），陶瓷蓄熱體釋放熱量溫度降低，有機(jī)廢氣受熱升至較高的溫度后進(jìn)入氧化（燃燒）室；廢氣升溫溫度的高低取決于陶瓷蓄熱體數(shù)量、廢氣流速以及陶瓷蓄熱體幾何結(jié)構(gòu)。
在氧化室中燃燒器補(bǔ)燃，使廢氣升至設(shè)定的氧化溫度（800℃），廢氣中的有機(jī)成分被分解成CO2和H2O。由于廢氣在蓄熱室內(nèi)已被預(yù)熱至500℃左右，所以外加燃料消耗較少。氧化室有兩個(gè)作用：一是保證廢氣能達(dá)到設(shè)定的氧化溫度，二是保證廢氣有足夠的停留時(shí)間，從而使其中的VOC充分氧化。
凈化后的高溫廢氣離開氧化室，進(jìn)入蓄熱室2（上個(gè)循環(huán)中，陶瓷蓄熱體已被冷卻），釋放熱量，溫度降低后經(jīng)煙囪向空排放；而蓄熱室2的陶瓷蓄熱體吸熱，“貯存”大量的熱量（用于下個(gè)循環(huán)加熱廢氣）；一般情況下，RTO設(shè)備的排氣溫度比進(jìn)氣溫度高出30～40℃。
一個(gè)循環(huán)完成后，進(jìn)氣與出氣閥門進(jìn)行一次切換，進(jìn)入下一循環(huán)，廢氣由蓄熱室2進(jìn)入升溫，凈化后的氣體由蓄熱室1降溫排放。如此不斷地交替進(jìn)行。在閥門切換過(guò)程中，凈化氣經(jīng)清掃室反吹蓄熱室中的殘存廢氣，從而提高VOC去除率；RTO的設(shè)備凈化率一般可達(dá)到95%以上。
三室RTO是由3個(gè)蓄熱室組成，3個(gè)蓄熱室輪流進(jìn)行蓄熱、放熱并執(zhí)行反吹清掃功能；蓄熱室的熱效率可達(dá)到95%以上。三室的工作原理和兩室基本相同。
RTO的組成
1.RTO單元結(jié)構(gòu)
兩室RTO設(shè)備由2個(gè)蓄熱室組成，2個(gè)蓄熱室輪流進(jìn)行蓄熱、放熱，反吹室執(zhí)行清掃功能。三室RTO設(shè)備，由3個(gè)蓄熱室組成，3個(gè)蓄熱室輪流進(jìn)行蓄熱、放熱，反吹室執(zhí)行清掃功能。
蓄熱室殼體由6mm鋼板制造，外部設(shè)加強(qiáng)筋，殼體密封性良好。殼體內(nèi)設(shè)耐火保溫層，厚220mm，材料為硅酸鋁耐火纖維，使RTO蓄熱室殼體外表面溫度小于65℃。
蓄熱室設(shè)有爐柵（304L不銹鋼），爐柵上布置陶瓷蓄熱體即蓄熱床，蓄熱床上下布置陶瓷鞍，使進(jìn)入蓄熱床及由蓄熱床進(jìn)入燃燒室的氣流分布均勻。蓄熱床下布置陶瓷鞍為掛籃式結(jié)構(gòu)，易于拆卸。
2.陶瓷蓄熱體
陶瓷蓄熱體一般采用進(jìn)口產(chǎn)品，陶瓷蓄熱體用于RTO設(shè)備的蓄熱，其特點(diǎn)是比表面積大、阻力小且熱容量大，耐溫高可達(dá)1200℃，耐酸度99.5%，吸水率小于0.5%，壓碎力大于39.2N/cm3，熱脹冷縮系數(shù)小、抗裂性能好且壽命長(zhǎng)。
3.風(fēng)向切換閥
由于風(fēng)向自動(dòng)切換閥性能的好壞對(duì)RTO設(shè)備的運(yùn)行非常關(guān)鍵，因此系統(tǒng)應(yīng)采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；閥門要求精度高，泄漏量。0.1%），壽命長(zhǎng)（可達(dá)100萬(wàn)次，雙班10年），運(yùn)行可靠；閥門的開與關(guān)應(yīng)采用氣動(dòng)方式。
4.燃燒系統(tǒng)
燃燒系統(tǒng)一般要整套進(jìn)口，可適應(yīng)多種工況要求，目前較流行的是采用美國(guó)Maxon或Eclipse低壓頭比例調(diào)節(jié)式燃燒器，此燃燒器的特點(diǎn)是可進(jìn)行連續(xù)比例調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)范圍約30:1）、高壓點(diǎn)火。系統(tǒng)含助燃風(fēng)機(jī)、高壓點(diǎn)火變壓器、比例調(diào)節(jié)閥和UV火焰探測(cè)器等。
比例調(diào)節(jié)閥根據(jù)爐膛所需的溫度變化來(lái)調(diào)節(jié)其開口，節(jié)省燃料；燃料和助燃空氣同步調(diào)節(jié)，穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。
供燃料氣管路含穩(wěn)壓閥，可穩(wěn)定供氣壓力，還含有高低壓保護(hù)，假如燃燒器前管路因燃料泄露等原因壓力過(guò)低，低壓保護(hù)啟用，管路電磁閥自動(dòng)切斷燃料；假如燃燒器前管路穩(wěn)壓閥壞掉，或是堵塞管路至使壓力超高，高壓保護(hù)啟用，管路電磁閥自動(dòng)切斷燃料。
點(diǎn)火管路也含穩(wěn)壓閥，以穩(wěn)定供氣壓力。點(diǎn)火過(guò)程中高壓打火與氣路電磁閥同時(shí)動(dòng)作。
UV火焰探測(cè)器時(shí)刻對(duì)燃燒器火焰進(jìn)行感應(yīng)，正常燃燒時(shí)，火焰信號(hào)顯示，當(dāng)無(wú)火焰時(shí)供燃料管路電磁閥關(guān)閉狀態(tài)；燃燒火焰熄滅時(shí)，供燃料管路電磁閥自動(dòng)關(guān)閉切斷燃料，發(fā)揮安全保護(hù)作用。
5.閥門開啟執(zhí)行系統(tǒng)
采用氣動(dòng)方式，含氣動(dòng)三聯(lián)件，起清洗過(guò)濾調(diào)節(jié)壓力作用。電磁閥和氣缸等與閥門配套，一般為進(jìn)口產(chǎn)品。
6.控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)采用可編程控制器，可對(duì)爐膛溫度進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控。燃燒控制器、火焰監(jiān)測(cè)器和點(diǎn)火器等采用原裝進(jìn)口產(chǎn)品。
燃燒系統(tǒng)具有點(diǎn)火前的預(yù)吹掃、高壓點(diǎn)火、燃燒檢測(cè)、熄火保護(hù)、超溫報(bào)警和超溫切斷燃料供給等自動(dòng)功能。
爐膛內(nèi)高溫傳感器能反饋爐膛溫度信息，改變比例控制燃燒器的供熱能力，使?fàn)t膛溫度穩(wěn)定在800℃左右。當(dāng)爐膛溫度超過(guò)870℃時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警；超過(guò)900℃時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切斷燃料供給。
為了不影響烘道的運(yùn)行狀態(tài)，RTO采用負(fù)壓控制，即由過(guò)濾器的壓力傳感器負(fù)壓控制送風(fēng)機(jī)變頻器，來(lái)控制調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)風(fēng)量；由爐膛的壓力傳感器負(fù)壓控制排風(fēng)機(jī)變頻器，來(lái)控制調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)風(fēng)量，統(tǒng)一顯示在中控室PLC控制系統(tǒng)上，以達(dá)到送排風(fēng)平衡以及更換濾網(wǎng)的效果。
此外，還有煙囪、風(fēng)管、風(fēng)機(jī)和保溫結(jié)構(gòu)。
結(jié)語(yǔ)
選擇兩室RTO和三室RTO的依據(jù)是涂裝車間的產(chǎn)能規(guī)劃節(jié)拍和廢氣風(fēng)量。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)汽車廠的實(shí)際使用情況來(lái)看，凈30JPH及以下的涂裝產(chǎn)能，一般選擇兩室RTO設(shè)備；凈30JPH以上的涂裝產(chǎn)能，要選擇三室RTO設(shè)備。按照廢氣風(fēng)量選擇：廢氣風(fēng)量不大于30000Nm3/h的可選擇兩室RTO設(shè)備；廢氣風(fēng)量大于30000Nm3/h的最好要選擇三室RTO設(shè)備。
對(duì)RTO系統(tǒng)而言，其優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)是提高VOC去除率及熱效率；影響VOC去除率的主要因素是“3T”，即：氧化溫度、停留時(shí)間及混合程度；影響熱效率的因素是：氣流速度、蓄熱介質(zhì)體積和幾何結(jié)構(gòu)。
