高端線項目碳化線預氧化工段成套廢氣處理系統

時間：2023-05-24 來源：龍泰環保關鍵詞：瀏覽：

導讀：本項目由于廢氣中含有硅元素，含硅有機物會在蓄熱體高溫段起燃，生成二氧化硅粉末粘附在蓄熱體表面，長期運行堵塞蓄熱體。...

蓄熱式熱力焚燒爐（RTO），是一種高效的有機廢氣處理設備。

其工作原理是，把有機廢氣加熱升溫至 760～850℃左右，使廢氣中的VOC氧化分解為無害的 CO2和H2O。處理效率可達99%，這種處理技術與直燃爐或催化燃燒的主要差別在于熱回收的形式和效率。一般對熱交換的設計的設計要求：催化燃燒爐為50%，直燃焚燒爐為70%，RTO焚燒爐則高達90-95%。

氧化過程產生的熱量存儲在特制的陶瓷蓄熱體，使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內儲存的熱量用于預熱后續進入的有機廢氣，該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程，從而節省廢氣升溫過程的燃料消耗。

(1) 蓄熱系統

蓄熱體，是蓄熱式高溫燃燒技術的關鍵和核心部件。目前在環保行業得到了廣泛的應用，是RTO設備的關鍵部件。

本項目由于廢氣中含有硅元素，含硅有機物會在蓄熱體高溫段起燃，生成二氧化硅粉末粘附在蓄熱體表面，長期運行堵塞蓄熱體。

我司針對此情況對蓄熱體部分優化項如下：

1、在蓄熱體高溫區使用高鋁型19孔蓄熱體，該特型蓄熱體具有孔徑大、硅元素不易附著的優點。中低溫區采用板片式陶瓷蓄熱體增加蓄熱效率。

2、在蓄熱體上端加裝耙式噴吹系統，正常使用時可在線噴吹壓縮空氣，吹掃去除蓄熱體表面粘附的二氧化硅粉末，在停爐時可使用耙式系統水淋沖洗功能，沖洗去除蓄熱體表面粘附的二氧化硅粉末，大大延長了RTO的使用壽命，自動化程度高，無需人員進爐操作。

(2) 爐體保溫

主要應用于RTO氧化室及蓄熱體腔室。

主要優點：

1、耐高溫，最高使用溫度可達1200℃。

2、導熱率低，隔熱性能好，在同等條件下使用，硅酸鋁制品比其它保溫材料導熱率低30%以上。

3、重量輕穩定性好，具有柔、輕富有彈性等特點，產品180～200 kg/m3。

4、對溶融金屬不受潤，具有良好的化學穩定性。

5、有良好的消音隔音效果。

6、電氣絕緣性好，有很高的介電常數；可做高頻絕緣材料。

(3) 閥門系統

RTO廢氣切換閥門一般選用氣動推板閥或者氣動蝶閥（三偏心硬密封形式）。兩種閥門各有特點，根據項目具體情況分析采用哪種閥門。

氣動蝶閥（三偏心硬密封形式）特點：

（1）采用氣缸驅動

（2）正常使用時，能達到無泄漏水準

（3）正常工作時開關靈活，阻力小

（4）由于RTO閥門切換頻率高，閥體容易磨損

（5）故障幾率低

（6）制作成本及運行成本高

推板閥特點：

（1）采用氣缸驅動

（2）正常使用時，通過雙重密封(氣密)，可達到零泄漏

（3）正常工作時開關靈活，阻力小

（4）操作簡便、安裝周期短

（5）制作成本及運行成本低

(4) 燃燒系統

RTO起燃裝置一般選用天然氣燒嘴，品牌一般有天時、北美、速焰等。能實現連續比例調節，調節范圍30:1，燃料為天然氣，也可能根據業主的需求，選用合成燃燒氣等其他燃料。高壓點火，可適應多種情況。系統含助燃風機、高壓點火變壓器、比例調節閥、UV 火焰探測器等。比例調節閥能根據爐膛所需的溫度變化來調節其開度，節省燃料；燃料和助燃空氣同步變化，穩定燃燒。

供燃料氣管路系統含穩壓閥，燃料自動切斷閥，還含有高低壓開關，假如燃燒器前管路燃料泄露或（確保燃燒機安全操作的）燃料不足等原因，燃氣壓力低，燃料自動關斷閥切斷燃料，燃燒器停止工作——低壓保護作用；假如燃燒器前管路穩壓閥壞掉，或是堵塞管路至使壓力超高，燃料自動關斷閥切斷燃料，燃燒器停止工作——高壓保護作用。

點火管路含穩壓閥（穩定供氣壓力），電磁閥點火是高壓打火與氣路電磁閥同時動作，點火過程受火焰安全繼電器控制和監測。

燒嘴的選用規格為Kcal/h，常用規格為35萬、50萬、75萬Kcal/h等。

一般我們需要配備助燃風機為燒嘴提供助燃空氣，空燃比一般在1:10左右（1m³天然氣需10m³空氣助燃）。

一般來說廢氣中VOCs含量的多少，會影響天然氣的用量。根據熱量計算，當廢氣中VOCs含量達到1500mg/m³以上時，可自維持燃燒，不需額外消耗天然氣。

(5) 安全系統

RTO設備進氣管路上裝有LEL檢測儀，實時監控廢氣中可燃物濃度變化，連鎖調節稀釋風閥開度，保證進入RTO廢氣的可燃物濃度低于爆炸下限1/4。保證RTO 安全穩定運行。

RTO進氣管路上設計有阻火器，防止RTO意外燃爆、閃爆波及車間。

RTO設備各處設計有溫度傳感器，實時監控并控制，防止超溫、低溫，保證廢氣安全燃燒。

RTO爐膛設計有超溫排放閥門，防止爐膛超溫造成安全事故。

天然氣燒嘴設計有火焰檢測，一旦檢測燒嘴無火焰，立馬切斷天然氣供應，防止天然氣在爐內集聚，再次點火發生爆炸。

程序設計每次開機前先使用風機吹掃RTO，保證安全點火。

(6) 控制系統

本系統采用可編程的 PLC（品牌西門子）對 RTO 進行自動控制。配可操作人機界面，對整個系統運行工況進行實時監控。

爐膛內的高溫傳感器能反饋爐膛溫度信息，變比例控制燃燒器的供熱能力，使爐膛溫度保持穩定；當爐膛溫度超過上限溫度 950℃（可設置）時，系統將自動打開超溫排放閥；超過上上限溫度 1050℃時，系統將自動報警，系統將自動停機。

RTO 采用由廢氣入口的壓力傳感器負壓信號控制入口風機變頻器，從而控制調節入口風機風量。確保生產能安全進行，各種安全保護要周全。執行器的動作要符合工藝要求。如業主需要，RTO 控制系統可與車間中控室通過以太網（TCP/IP）進行通訊，實現高通信容量、高可靠的數據通訊。RTO 控制系統與車間中控室的通訊線由業主自理。

PLC 工作電源、I/O 模塊電源經過各自的隔離變壓器接到電控柜電源總開關的前端。設備正常運行時有運行信號燈顯示，當出現異常故障時有相應的顯示和報警。

觸摸屏：控制柜安裝人機界面設備一臺，作現場操作提示、故障報警、運行參數顯示、控制參數設定及設備控制。觸摸屏上要顯示工藝過程、閥門位置、風機狀態、燃燒器狀態、系統狀態等�？煞奖氵M行參數的更改。

電機：RTO 主風機采用變頻器進行控制。變頻器的操作面板安裝在門上，通過通訊線和變頻器相連，便于觀察和操作，變頻器的操作面板為可拆卸式。助燃風機采用直接啟動，有三相過載保護。

(7) RTO設備的優勢

1. RTO蓄熱焚燒爐設備系統適用于絕大多數企業工況的有機廢氣治理（除含鹵素元素成分過高的廢氣），系統適應能力強且方便性強且操作穩定，在蓄熱式的選擇上能夠依據各類工況靈活選用2室、3室、5室乃至7室或是更多；

2. 蓄熱室系統選用進口高新能的規整蜂窩陶瓷，換熱效率高以保證熱效率高達95%及以上。

3. 對廢氣中VOCs處理效率高，三床RTO的去除率可達99%以上。

4. 前端廢氣中VOCs可代替燃料，以降低燃料用量。如果廢氣中VOCs含量達到1600mg/m³以上（根據廢氣組分變動），甚至可自維持燃燒，不需要消耗燃料。

5. 全自動化控制技術，配套可操作觸摸顯示屏，人機互動性提高的同時更保證了節能省力。

6. 設有安全泄溫閥，當燃燒室溫超出設置限值時泄溫閥便開啟泄溫以確保安全溫度運轉；設有泄爆口，當出現燃燒室意外狀況，爐內壓力大幅度提升時泄爆口自動開啟，合理泄除壓力以確保不產生更大的不良后果；多重安全防護系統（雙重LEL監控、阻火器、泄爆膜片、應急直排閥、高溫排放閥等）：非穩態控制、溫度監測系統、停機警報系統及故障應急預案措施等以保證蓄熱焚燒爐設備系統安全運行。

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