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蓄熱式熱氧化爐（RTO）的原理

發(fā)布時間:

2023-02-28 10:26

蓄熱式熱氧化器（RTO）的原理
蓄熱式熱交換器是一種內(nèi)部填充有蓄熱材料的熱交換器，兩種氣體交替通過填充物，將熱量暫時儲存起來。這種能讓氣體通過并儲存熱量的填充材料被稱為蓄熱器。
一般來說，熱交換是通過冷流體和熱流體進行的。當熱氣體在一定時間內(nèi)通過蓄熱體時，其熱量傳遞給蓄熱體（熱循環(huán)），蓄熱體被加熱到一定程度；與此同時，通過另一組蓄熱體的氣體較冷。此外，蓄熱體在熱循環(huán)中獲得的熱量將再次被回收（冷循環(huán)）。在一個循環(huán)（周期）結(jié)束時，改變氣體流動方向，使一個熱蓄熱器被冷氣體冷卻；另一個較冷的再生器被熱氣體加熱。一般來說，熱循環(huán)的持續(xù)時間等于冷循環(huán)的持續(xù)時間，稱為換向時間或切換時間；熱循環(huán)加上冷循環(huán)稱為全循環(huán)。全周期的持續(xù)時間是切換時間的兩倍。
用于有機廢氣熱燃燒凈化的蓄熱式熱氧化器（RTO）的原理就是利用了上述蓄熱式熱交換器的原理。
迄今為止，RTO 用于有機廢氣凈化已有 30 多年的歷史，技術成熟，應用普遍。究其原因，RTO 具有以下諸多優(yōu)點：
(1) 幾乎可以處理所有含有有機化合物的廢氣；
(2）可處理大風量、低濃度的有機廢氣；
(3) 有機廢氣的流量非常靈活（從額定氣體流量的 20% 到 120%）；
(4) 能適應廢氣中 VOC 成分和濃度的變化和波動；
(5) 對廢氣中的少量粉塵和固體顆粒不敏感；
(6) 在所有熱燃燒凈化方法中，熱效率最高（>95%）。
(7）在適當?shù)臍怏w濃度條件下（一般＞2～3g/m³，取決于 VOC 的熱值），無需添加輔助材料即可實現(xiàn)自加熱運行；
(8）凈化效率高（三室＞99%，兩室95%?98%）；
(9）維護工作量少，運行安全可靠。
(10）可定期清除有機沉積物，更換蓄熱體；
(11) 整個裝置的壓力損失?。≧TO 裝置系統(tǒng)的總壓力損失一般小于 3000Pa，隨所用蓄熱器的結(jié)構類型和氣體完整性而異）；
(12）設備使用壽命長。
優(yōu)點再多，也是相對的。關鍵是用 RTO 凈化有機廢氣雖然不是一勞永逸的，但在生產(chǎn)管理、運行維護等方面麻煩事很少。
RTO 的主要缺點：
(1) 設備較重（由于使用了陶瓷蓄熱器）
(2) 設備體積大（因此，大型設備只能放置在室外）
(3) 要求盡可能連續(xù)運行（重新啟動需要較長的加熱時間，盡管目前的技術水平可以縮短加熱時間）；
(4）投資成本相對較高。
為了實現(xiàn)連續(xù)運行，原則上需要兩個蓄熱式熱交換器（又稱蓄熱室或蓄熱爐）。即使是所謂的單個再生爐，實際上也是將再生體的床層分為一個中央反應區(qū)和兩個（或左右）交替冷卻/加熱區(qū)。當然，也可以在不改變氣體流動方向的情況下旋轉(zhuǎn)蓄熱體；或者固定蓄熱體，通過旋轉(zhuǎn)配氣罩（空氣分配器）改變氣體流動方向，實現(xiàn)連續(xù)運行。根據(jù)這些不同的結(jié)構原理，可以形成許多不同類型的 RTO。