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rto蓄热式焚烧炉_海南rto废气焚烧炉厂家

  • rto蓄热式焚烧炉 羧基丁苯胶乳(XSBRL)是丁苯胶乳(S/BLatex)的改性产物,是以苯乙烯、丁二烯、不饱和羧酸(如丙烯酸或甲基丙烯酸等)及各种助剂的作用下经乳液共聚而成带有蓝紫色光泽的
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  rto蓄热式焚烧炉

rto蓄热式焚烧炉
海南rto废气焚烧炉厂家

  羧基丁苯胶乳(XSBRL)是丁苯胶乳(S/BLatex)的改性产物,是以苯乙烯、丁二烯、不饱和羧酸(如丙烯酸或甲基丙烯酸等)及各种助剂的作用下经乳液共聚而成带有蓝紫色光泽的乳白色合成胶乳(水分散体),能与水、颜料、助剂等其它粘合剂及填充料混溶性较好,特别是加人了极性基因(羧基)后,使产品粘接性、适用性、成膜性大大提高,具有良好的机械和化学稳定性,有较强的粘结力,是一种优良的水基粘合剂,羧基丁苯胶乳广泛用于铜版纸、终底纸板、造纸、木材、喷胶棉、服装、地毯、无纺布、制革和建筑防水等领域。

  而针对生产过程中排出含有少量未反应原料(苯乙烯,丁二烯,丙烯酸)和挥发性有机物(VOC)等废气的处理,多采用水汽分离器排气管排出,通过锅炉焚烧后高空排放,而随着节能环保的要求不断提高,一种新型的废气处理装置一一蓄热式氧化焚烧炉(RegenerativeThermalOxidizer,RTO)在羧基丁苯胶乳生产线上率先得到了应用。

  蓄热式氧化焚烧炉英文名为“RegenerativeThermalOxidizer“,简称为“RTO”。

  其原理是可燃烧的有机物废气在760—1000。C度发生热氧化反应,生成二氧化碳和水。废气首先通过蓄热体加热到接近热氧化温度,而后进入燃烧室进行热氧化,氧化后的气体温度升高,有机物基本上转化成二氧化碳和水。净化后的气体,经过另一蓄热体,温度下降,达到排放标准后可以排放,同时另一蓄热体也能被净化后的废气加热,不同蓄热体通过切换阀或者旋转装置,随时间进行转换,分别进行吸热和放热,从而保证RTO连续稳定地周期性运行。本文介绍的首次在羧基丁苯胶乳生产线废气处理装置RTO为3室蓄热氧化焚烧炉。

  1RTO主要设备及处理过程

  1.1RTO主要设备

  新鲜风风机,助燃风机,3个蓄热室,1个燃烧室,6个主气流切换阀,2个除沫器,一套燃烧系统,一套PLC自动控制系统。废气处理过程:RTO启动后,首先新鲜风风机启动对蓄热体及燃烧室进行预吹扫180s,将焚烧炉内的残留废气排出,然后燃烧系统内的点火器点火在燃烧室升温,一般燃料可以采用天然气,液化气。升温至780℃便进入待处理模式,如果废气风机出口可燃气体探测器FI’A(Flammabilityanalyzer)读数≤25LEL%则自动切换进入处理模式。

  1.2处理模式三个阶段

  I.2.1阶段一

  废气通过蓄热体1被预加热,然后进入燃烧室燃烧,蓄热体3中残留未处理废气被净化后的气体反吹回燃烧室进行焚烧处理,分解后的废气经过蓄热体2排出,同时蓄热室2被加热。

  1.2.2阶段二

  废气通过蓄热体2被预热,然后进人燃烧室燃烧,蓄热体1中残留未处理废气被净化后的气体反吹回燃烧室进行焚烧处理,分解后废气经过蓄热体3排出,同时蓄热室3被加热。

  1.2.3阶段三

  废气通过蓄热体3被预热,然后进人燃烧室燃烧,蓄热体2中残留未处理废气被净化后的气体反吹回燃烧室进行焚烧处理分解后废气经过蓄热体1排出,同时蓄热室1被加热。

  如此周期性运行。废气在燃烧室内氧化分解属RTO长期处于自燃状态,最大的保证能量循环利于放热反应,当燃烧室内温度超过850。C,则不需要用。燃料进行加热,通过进口废气浓度的调节可以保持RTO长期处于自燃状态,最大的保证能量循环利用。

  2RTO处理前后废气组成

  2.1废气主要在羧基丁苯胶乳生产过程的汽提部分产生,在该工序,未参加反应的原料大部分被真空汽提出来,释放到废气管线中,主要成分见表1。

  2.2RTO运行参数

  RTO运行主要过程数据运行成本,在废气平均负荷为4700Nm3/h的情况下,每年的运行成本是10万元,远比锅炉焚烧及其他方法节省。

  2.3根据检测,RTO处理后的废气完全达标排放,详见表3。

  3RTO的控制

  RTO控制系统采用西门子S7PLC程序控制。可分为自动/手动,就地/远程操作,较常见的是自动就地控制,因为大部分报警都需要现场确认故障原因,如:压缩空气压力低,浓度高报等,本文介绍的RTO控制完全由PLC控制,燃烧室,蓄热体的温度,RTO进出口差压,进气温度,浓度,排出净化气温度,各切换阀门运行状况,风机频率,速度等都可以通过PLC控制面板监控,系统本身已经设置好温度,压力等报警上下限,保证装置在安全条件下运行。

  4结语

  根据RTO在羧基丁苯胶乳生产线上近2年的应用,其优点如下:

  (1)净化效果高,三室可以达到99%;

  (2)换热效果高,排气余温低,主要因为陶瓷蓄热体比表面积较大(689m2/m3);

  (3)废气处理量灵活可变,RTO处理能力最大风量为10000Nm3/h,当生产过程中废气释放量较少时可以降低风机频率,相应地当废气浓度较高时可增大新鲜风的补充量,降低废气浓度,保证燃烧室内废气浓度。

  (4)操作费用低,一定时间内不需要补充燃料,能量重复利用;

  (5)PLC自动控制,操作简单,稳定性高。

  随着节能降耗及环保要求的不断提高,RTO将在丁苯胶乳生产线上得到广泛应用。

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  挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs) 一般指沸点低于250℃的化学物质,是最为常见的大气污染物,包含卤代烃、脂肪烃、芳香烃、有机酸、硫烃等。这些有机废气对动植物生产、人体健康以及环境质量等均可造成造成极大的直接危害。VOCs 在阳光照射下,与大气中的氮氧化合物、碳氢化合物发生光化学反应,引起光化学烟雾、酸雨、霾和气候变化等一系列环境问题,这些挥发性有机废气在空气中悬浮汇聚亦是导致PM2.5 和PM10 数值不断上升的原因之一,因而如何削减这些挥发性污染物至关重要。

  中国是印刷大国,据统计,具有较大规模的企业八万多家,其中大部分油墨和涂布工业均采用油性涂料作为涂布液,因此导致每年产生的有机废气排放量高达几十万吨。这些VOCs 的排放不仅对人的身体健康造成巨大的伤害,还是原料资源的极大浪费,导致企业生产成本上升和经济效益下降。本文根据江苏某材料包装生产企业含VOCs 废气的产排特征,采用了“三室RTO+ 热能回收”处理工艺应用于企业废气的末端处理,取得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。

  1、产污环节

  企业主要产品包括PET 普通烟包转移膜、OPP镭射防伪转移膜、PET 镭射防伪转移膜等。项目涂布、烘干工段均在涂布机上进行操作,该机由放卷、前放卷张力、纠偏系统、涂布头、干燥箱(烘箱)、冷却系统、后收卷纠偏、张力系统、收卷系统组成。

  涂布头包括涂布网纹辊、背辊(压辊)、刮刀、刮刀调节机构。涂布头是涂布机的核心部分,涂布机的技术能力取决于涂布头。加热采用5段式电加热,GSN热风循环,最高温度140℃。安放在放卷装置上的基膜(厚度12-18um) 经自动纠偏后进入浮辊张力系统,调整前放卷张力后进入涂布头,调配好的涂料按涂布系统的设定进行连续涂布,涂布后湿膜进入干燥箱(烘箱) 由热风进行干燥,干燥后带信息涂层的塑料薄膜经冷却系统冷辊定型后调整系统控制好张力、同时控制好收卷速度(80-100m/min)、使它与涂布速度同步,冷却后的膜由纠偏系统自动纠偏使其保持在中心位置由收卷装置进行收卷。

  生产过程中会有调配废气、涂布废气,烘干废气产生,主要含有乙酸乙酯、醋酸正丁酯、丁酮、丙二醇甲醚等有机污染物。方案采用了蓄热式热氧化炉来治理生产过程中的有机废气,并结合余热回收利用设备,为企业开辟一条既环保又节能的处理工艺路线。

  2、设计要点

  2.1 风量设计

  车间调配区采用排风罩收集进行局部通风,排风罩设置在污染物上方,根据公式计算:Q= kphvx ;式中:P-排风罩口敞开面的周长,m;H-罩口至污染源距离,m;vx-污染物边缘控制风速;k-安全系数,一般取1.4。最终确定排放量Q1为1200m3/h。

  项目对涂布机头区域进行密闭,并采用全面通风,全面通风量可根据换气次数确定,即Q=nV,式中:n-换气次数,1/h ;V-通风房间体积,m3。由于厂房内空间洁净度等级为7级,根据GB50073-2001规定,换气次数为15~25次,方案选定n=20,排放量Q2为2400m3/h。

  设备烘箱配有热风循环系统及排放装置,其排风机额定风量Q=5000m3/h,故两套生产线合计风量Q3=10000m3/h。

  综上所述,Q总=Q1+Q2+Q3=13600m3/h。考虑处理系统留有10%的操作余量,确定进入RTO装置的废气处理能力Q=15000 m3/h。

  2.2 余热回收系统

  根据项目的实际运行情况,收集废气的主要污染物为乙酸乙酯溶剂,其浓度为4000mg/m3,计算可知该股废气的热值为365640 kcal/h,维持RTO 设备的自运行所需的能量为176023kcal/h,因此可通过换热器等形式回收VOC 氧化后的余热用于涂布干燥用热,从而实现设备烟气排放余热回收利用的目的,热量平衡方程式如下:

  其余热回收经济效益计算公式如下:

  189617(富余热量)×0.7(系统综合利用率)×24(h/d)×300(d/a)/8500( 天然气热值)= 112432(m3/a) ;

  112432(m3/a)×3.65(元/m3)=41(万元/a)

  上面计算中,效益将随生产线的实际工作时间(年时基数)变化而变化。

  2.3 主体设备参数

  该企业废气中不含卤素、氮、硫等元素,腐蚀性不强,因此焚烧炉壳体采用6mm厚的Q235B钢板密封满焊;蓄热陶瓷体选用采用LANTEC MLM180专利产品及抗硅填料混合而成,该填料在急热急冷时具有很好的化学和物理稳定性,还可以改善气流分布。RTO燃烧室的设计温度需要燃烧器来维持,项目采用进口品牌霍尼韦尔低压头比例调节式天然气燃烧器,双电磁阀避免燃料不燃烧而进入炉膛,同时其具有自动吹扫、自动点火、紫外线扫描仪火焰检测、火焰燃烧状况监视等功能。设计主要参数如表2所示。

  2.4 控制系统

  完善的自动控制,是安全生产的保障。项目采用DCS系统对RTO本体及热能回收系统进行自动控制。由于涉及多个功能区,一方面,各区域设备由于生产用能相互关联;另一方面,设备又具有相对独立的要求,导致各区域电控连锁关系较为复杂,其控制要点如下:

  (1) 停机状态。RTO原始状态,超温安全自动阀位置:密闭,烟气不经余热换热器;新风系统原始状态,新风管路气动阀:打开,新风风机启动,新风始终经过余热换热器。

  (2) 运行状态。RTO 炉内温度<850℃,超温安全自动阀密闭;RTO 炉内温度≥850℃,向DCS 系统提供高温信号,超温安全自动阀(耐温960℃)打开,高温烟气经过余热换热器。

  (3) 热风温度过高(>120℃)报警信号。出余热换热器后,热风回风管上设一个温度探头。当热风温度高于120℃时,给RTO提供高温报警信号,RTO超温安全自动阀进行调节,减小经过余热换热器的高温烟气量。

  3、运行效果

  项目于2017年通过由环保三同时验收,废气净化系统出口的检测结果见表3,结果表明经处理后的各类废气污染因子均能达标排放。

  表3 车间排气筒出口断面检测结果(n=3)

  4、经济分析

  (1)RTO系统(包括炉体、余热回收设备、新风风机等)总投资共计160万元。

  (2)RTO 系统有新风风机一台11kW/h,主引风机一台37kW/h,助燃风机一台3kW/h,吹扫风机一台5.5kW/h,控制柜耗电量为1.5kW/h ;按每年工作7200h计算,每度电0.75元计算,共计:(58+11)kW/h×7200h×0.75元=37万元/年。

  (3) 系统正常运行后,余热回收经济效益约为41万元/年。

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