淺論VOCs治理中RTO配件對于效果的影響

張 剛

（廣東科霖環(huán)保設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528322）

隨著“減風(fēng)增濃+末端治理+余熱回用”的VOCs治理路線在包裝印刷行業(yè)內(nèi)被廣泛的認可，越來越多的相關(guān)企業(yè)把技術(shù)已經(jīng)成熟穩(wěn)定的RTO作為末端治理設(shè)備的優(yōu)先選項。然而，在目前市場上，RTO設(shè)備的品牌、檔次、價格等繁雜不一，為了選擇合適的RTO設(shè)備，企業(yè)需要對RTO設(shè)備建立正確的基本認識。本文通過旋轉(zhuǎn)RTO在某軟包裝企業(yè)的實際應(yīng)用案例，介紹RTO關(guān)鍵配件的相關(guān)知識，以及對最終治理效果的影響。

1 案例項目

1.1 項目工況

某印刷包裝企業(yè)生產(chǎn)車間共4臺5色印刷機，其生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)如表1所示。

表1 某印刷包裝企業(yè)生產(chǎn)車間4臺5色印刷機的參數(shù)

針對企業(yè)節(jié)能減排的需求，對上述生產(chǎn)設(shè)備進行了ESO減風(fēng)增濃處理；優(yōu)化原送排風(fēng)系統(tǒng)，使熱風(fēng)循環(huán)更充分，減少熱能的損耗浪費，達到滿足生產(chǎn)需求情況下節(jié)能降耗和提升廢氣濃度的作用；再將提濃后廢氣集中送入旋轉(zhuǎn)蓄熱式焚燒爐系統(tǒng)（RTO）達標(biāo)排放并回收熱量，形成“ESO+RTO+余熱回收系統(tǒng)”的“環(huán)保+節(jié)能”的整廠解決方案（簡稱ESO+），如圖1所示。

圖1 “ESO+RTO+余熱回收系統(tǒng)”工藝原理圖

1.2 治理方案設(shè)計

4臺5色印刷機經(jīng)ESO減風(fēng)增濃后，其廢氣參數(shù)如表2所示。

表2 4臺生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)ESO減風(fēng)增濃后的廢氣參數(shù)

根據(jù)上文廢氣參數(shù)，相應(yīng)旋轉(zhuǎn)RTO設(shè)計參數(shù)如表3所示。

表3 旋轉(zhuǎn)RTO的設(shè)計參數(shù)

4臺印刷機生產(chǎn)時某時間段（4 h）排放廢氣參數(shù)見表4。

表4 4臺印刷機生產(chǎn)時某時間段（4 h）排放廢氣參數(shù)

印刷機經(jīng)“ESO+RTO”處理后的排放廢氣測試參數(shù)見表5。

表5 印刷機經(jīng)處理后的排放廢氣測試參數(shù)

由上表可知，4 臺印刷設(shè)備生產(chǎn)時排放的廢氣經(jīng)“ESO+RTO”處理后達到國家標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1996）》及地方標(biāo)準(zhǔn)要求；能源消耗也非常少，這得益于“ESO+”整廠方案的優(yōu)越性能（具體布置見圖2）。下面介紹配套末端處理設(shè)備旋轉(zhuǎn)RTO產(chǎn)品的特點，以三個重要零部件為例進行講解。

圖2 “ESO+”整廠方案布局圖

2 RTO關(guān)鍵零件介紹

RTO（蓄熱室氧化器）原理是把有機廢氣加熱到760 ℃以上，使廢氣中的VOC氧化分解成CO2和H2O[1]。氧化焚燒產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)特制的陶瓷蓄熱體，使陶瓷體升溫而“蓄熱”，并用于預(yù)熱后續(xù)進入的有機廢氣，可減少廢氣升溫的燃料消耗。RTO技術(shù)適用于處理中低濃度廢氣（1 800～8 000 mg/m3），當(dāng)達到自平衡濃度時（一般2 000 mg/m3）無須再消耗燃氣，處理效率一般為90%～95%，如果零部件選用得當(dāng)，處理效率可達99%或以上。

2.1 旋轉(zhuǎn)閥體

旋轉(zhuǎn)RTO的旋轉(zhuǎn)閥由1個旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器和各零部件組成，通過旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器的旋轉(zhuǎn)改變陶瓷蓄熱槽不同區(qū)域的氣流方向，并連續(xù)預(yù)熱VOCs廢氣，使其在燃燒室內(nèi)氧化燃燒后可去除VOCs。旋轉(zhuǎn)閥體采用鑄造精加工、金屬對金屬密封加氣簾密封工藝，有效降低泄漏率，提高閥門的使用壽命，保證長期穩(wěn)定的去除率。如果旋轉(zhuǎn)閥閥體的制作工藝采用拼焊方式加打硅膠密封，雖然成本較低，但使用半年后泄漏率增大，去除率無法滿足達標(biāo)排放的要求，將給企業(yè)帶來不利影響。

2.2 蓄熱陶瓷

旋轉(zhuǎn)RTO蓄熱陶瓷體采用超重質(zhì)莫來石堇青石玻璃相蜂窩蓄熱體，外形尺寸為150 mm×150 mm×150 mm，單件重量達到3 650 g，燒結(jié)溫度約1 550 ℃，吸水率約1%。該種材質(zhì)蓄熱體的RTO吸熱量大，超低的吸水率確保RTO排出的燃燒廢氣中不吸收水蒸氣。采用這種蓄熱體可以保證蓄熱床底部保持較低的溫度，降低RTO出氣和進氣的溫差，降低能耗，提高產(chǎn)品壽命[2]。其產(chǎn)品表面積大、阻力損失小、熱脹冷縮系數(shù)小、抗裂性能好、吸水率小，可做到RTO進出口溫度差小、系統(tǒng)能耗低。RTO的平衡濃度能達到此效果，蓄熱陶瓷功不可沒（見圖3）。而國內(nèi)普通RTO企業(yè)采購的蓄熱體是堇青石材料，燒結(jié)溫度只有約1 200 ℃，150 mm×150 mm×150 mm蓄熱體平均重量只有約2 700 g，材質(zhì)疏松，使用壽命低，蓄熱量小，系統(tǒng)能耗高。

圖3 旋轉(zhuǎn)RTO蓄熱陶瓷體

2.3 煙囪

煙囪設(shè)計符合《GB50051-2013煙囪設(shè)計規(guī)范》和國家環(huán)保法規(guī)要求，并安裝符合《GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范說明》規(guī)定的避雷裝置，設(shè)計特點為：煙囪爬梯設(shè)計為螺旋爬梯以方便監(jiān)測人員取樣，滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保法規(guī)要求；在臺風(fēng)較多地區(qū)應(yīng)考慮煙囪的穩(wěn)定與安全，煙囪靠上部分位置安裝片狀破風(fēng)圈，臺風(fēng)來時可有效降低風(fēng)對煙囪的迎風(fēng)負載，改變臺風(fēng)氣流產(chǎn)生的卡曼渦旋引起的震動頻率，使卡曼渦旋頻率不與煙囪桅桿效應(yīng)頻率產(chǎn)生共振；與地基連接符合安裝規(guī)范；煙囪筒身下半底部采用厚度為8 mm的Q345鋼材制作，滿足強度要求。

3 結(jié)論

RTO設(shè)備的選擇不僅影響VOCs的處理效果，而且與節(jié)能、生產(chǎn)和運行安全密切相關(guān)。關(guān)鍵部件的材料和性能起著決定性的作用。