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蓄熱式熱氧化爐（RTO）的原理

發(fā)布時(shí)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(shí)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(jìn)行的。當(dāng)熱氣體在一定時(shí)間內(nèi)通過蓄熱體時(shí)，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(shí)，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(gè)循環(huán)（周期）結(jié)束時(shí)，改變氣體流動方向，使一個(gè)熱蓄熱器被冷氣體冷卻；另一個(gè)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(shí)間等于冷循環(huán)的持續(xù)時(shí)間，稱為換向時(shí)間或切換時(shí)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(shí)間是切換時(shí)間的兩倍。
用于有機(jī)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(jī)廢氣凈化已有 30 多年的歷史，技術(shù)成熟，應(yīng)用普遍。究其原因，RTO 具有以下諸多優(yōu)點(diǎn)：
(1) 幾乎可以處理所有含有有機(jī)化合物的廢氣；
(2）可處理大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣；
(3) 有機(jī)廢氣的流量非常靈活（從額定氣體流量的 20% 到 120%）；
(4) 能適應(yīng)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(dāng)?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(shí)現(xiàn)自加熱運(yùn)行；
(8）凈化效率高（三室＞99%，兩室95%?98%）；
(9）維護(hù)工作量少，運(yùn)行安全可靠。
(10）可定期清除有機(jī)沉積物，更換蓄熱體；
(11) 整個(gè)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(gòu)類型和氣體完整性而異）；
(12）設(shè)備使用壽命長。
優(yōu)點(diǎn)再多，也是相對的。關(guān)鍵是用 RTO 凈化有機(jī)廢氣雖然不是一勞永逸的，但在生產(chǎn)管理、運(yùn)行維護(hù)等方面麻煩事很少。
RTO 的主要缺點(diǎn)：
(1) 設(shè)備較重（由于使用了陶瓷蓄熱器）
(2) 設(shè)備體積大（因此，大型設(shè)備只能放置在室外）
(3) 要求盡可能連續(xù)運(yùn)行（重新啟動需要較長的加熱時(shí)間，盡管目前的技術(shù)水平可以縮短加熱時(shí)間）；
(4）投資成本相對較高。
為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，原則上需要兩個(gè)蓄熱式熱交換器（又稱蓄熱室或蓄熱爐）。即使是所謂的單個(gè)再生爐，實(shí)際上也是將再生體的床層分為一個(gè)中央反應(yīng)區(qū)和兩個(gè)（或左右）交替冷卻/加熱區(qū)。當(dāng)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(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。根據(jù)這些不同的結(jié)構(gòu)原理，可以形成許多不同類型的 RTO。