1蓄熱式熱力焚燒爐的工作原理
蓄熱式熱力焚燒爐（RTO），是一種高效的有機(jī)廢氣處理設(shè)備,，其工作原理是,，把有機(jī)廢氣加熱到760攝氏度以上，使廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）氧化分解為二氧化碳和水,。氧化過程產(chǎn)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(nèi)儲存的熱量用于預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣,，該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程,，從而節(jié)省廢氣升溫過程的燃料消耗。
2 RTO在國內(nèi)的技術(shù)發(fā)展歷程
2.1 第一代RTO
第一代RTO是兩床式結(jié)構(gòu),，由兩個陶瓷蓄熱體填料床組成,，以最簡單的一進(jìn)一出過程完成“蓄熱”和“放熱”過程的切換。
RTO設(shè)備的分解效率主要由反應(yīng)溫度,、停留時間,、氣體流速等因素決定。兩床式RTO有2個蓄熱室,，工作時2個蓄熱室大約1min-2min切換一次狀態(tài)（進(jìn)口-出口）,，風(fēng)門在切換過程中大約有0.3s-0.6s的時間直接將高濃度的廢氣排到排放口，且當(dāng)前進(jìn)氣蓄熱室底部殘留的未分解廢氣也被直接排出。大量工程應(yīng)用表明：兩床式RTO的VOCs的最大分解效率為95%,，最大綜合熱效率為90%,，進(jìn)出口溫差高達(dá)45攝氏度。在閥切換時,，廢氣管道內(nèi)的壓力波動范圍為±500pa，當(dāng)兩床式RTO進(jìn)氣口VOCs濃度大于1g/m3時,，出口濃度會超過北京和上海的地方排放標(biāo)準(zhǔn)（50mg/m3）,。
2.2 第二代RTO
第二代RTO同樣是采用閥門切換式，由三個或多個陶瓷填充床組成, 在第一代RTO的基礎(chǔ)上增加了“吹掃”功能,，大大的提高了廢氣分解效率,。
以三床式RTO為例：
階段一：廢氣通過蓄熱床A被預(yù)熱，然后進(jìn)入燃燒室燃燒,，蓄熱床C中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚燒處理（吹掃功能）,，分解后的廢氣經(jīng)過蓄熱床B排出，同時蓄熱床B被加熱,。
階段二：廢氣通過蓄熱床B被預(yù)熱,，然后進(jìn)入燃燒室燃燒，蓄熱床A中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚燒處理,，分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床C排出,，同時蓄熱床C被加熱。
階段三：廢氣通過蓄熱床C被預(yù)熱,，然后進(jìn)人燃燒室燃燒,，蓄熱床B中殘留未處理廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚燒處理分解后廢氣經(jīng)過蓄熱床A排出，同時蓄熱床A被加熱,。
如此周期性運(yùn)行,，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解，燃燒室內(nèi)溫度維持在設(shè)定溫度（一般為800-850攝氏度）,。當(dāng)RTO進(jìn)氣口的廢氣濃度達(dá)到一定值時,，VOCs氧化釋放的熱量能夠維持RTO蓄熱和放熱的能量儲備，則此時RTO不需要使用燃料就能夠維持燃燒室內(nèi)的溫度,。
大量工程應(yīng)用表明：三床式RTO的VOCs的最高分解效率可達(dá)99%,，最大綜合熱效率可達(dá)95%，進(jìn)出口溫差在40攝氏度左右,，在閥切換時,，廢氣管道內(nèi)的壓力波動在±250pa。三床式RTO的VOCs處理濃度不能超過5g/m3,，不然會超過北京和上海的地方排放標(biāo)準(zhǔn),。另外由于其比表面積較大所以自身運(yùn)行散熱量較大，降低了可供回用的余熱量。
2.3 第三代RTO
第三代RTO采用旋轉(zhuǎn)式分流導(dǎo)向,，在爐膛內(nèi)設(shè)置多個等份的陶瓷填料床,，通過旋轉(zhuǎn)換向閥的轉(zhuǎn)動把有機(jī)廢氣導(dǎo)向各個蓄熱床進(jìn)行預(yù)熱和氧化分解。
旋轉(zhuǎn)式RTO主要由燃燒室,、陶瓷填料床和旋轉(zhuǎn)閥等組成,。爐體分成12個陶瓷填料床，其功能分為5個進(jìn)氣室（預(yù)熱區(qū)）,、5個出氣室（冷卻區(qū)）,、1個吹掃室和1個隔離室。廢氣分配閥由電機(jī)帶動,，作連續(xù),、勻速轉(zhuǎn)動，在分配閥的作用下,，廢氣緩慢在12個室之間依次通過,。廢氣經(jīng)進(jìn)氣分配器進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，使廢氣預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入頂部的燃燒室,，并完全氧化分解,。凈化后的高溫氣體離開燃燒室，進(jìn)入冷卻區(qū),，將熱量傳給陶瓷蓄熱體,，而氣體被冷卻，并通過氣體分配器排出,。冷卻區(qū)的陶瓷蓄熱體吸熱,，“儲存”大量的熱量（用于下個循環(huán)加熱廢氣）。
如此不斷地交替進(jìn)行,，廢氣在燃燒室內(nèi)氧化分解,，當(dāng)廢氣中VOCs濃度超過一定值，氧化分解釋放熱量足以維持燃燒室的反應(yīng)溫度時,，則不需要用燃料進(jìn)行加熱,，最大限度的保證能量循環(huán)利用。
大量工程應(yīng)用表明：旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs的最高分解效率可達(dá)99.5%,，熱效率可達(dá)97%,，其進(jìn)出口溫差20攝氏度左右，最大限度的降低了RTO運(yùn)行中的熱損失,，保證了熱能的二次回收利用,。旋轉(zhuǎn)閥的平穩(wěn)連續(xù)轉(zhuǎn)動，對廢氣管道的壓力影響僅為±25pa,，對于生產(chǎn)光學(xué)材料的廠家來說極其重要,。由于具有很高的分解效率,，旋轉(zhuǎn)式RTO的VOCs入口廢氣濃度可高達(dá)10g/m3。
2.4 不同類型RTO性能對比
以30000m3/h為參考,，各類RTO的性能情況表
從以上表格可以看出,，在保證VOCs達(dá)標(biāo)排放的前提下，旋轉(zhuǎn)式RTO的基本性能都優(yōu)于三床式RTO,。
3結(jié)語
自2016年北京《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/501-2017）的頒布實施后,，北京率先實施地標(biāo)50mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)，目前已有19個省份陸續(xù)執(zhí)行50mg/m3標(biāo)準(zhǔn),。世界主要發(fā)達(dá)國家VOCs廢氣排放標(biāo)準(zhǔn),，美國是180mg/m3，歐盟是150mg/m3,，日本是300mg/m3，中國國標(biāo)是120mg/m3,；全世界RTO設(shè)備制造商2016年起才開始研發(fā)生產(chǎn)高標(biāo)準(zhǔn)要求的RTO,，高標(biāo)準(zhǔn)RTO最長運(yùn)行時間只有2.5年。國內(nèi)外高排放標(biāo)準(zhǔn)的RTO技術(shù)研發(fā)基本站在了同一起跑線上,。
綜上,，為了滿足環(huán)境治理的達(dá)標(biāo)排放以及控制企業(yè)投資成本的高要求，提高設(shè)備運(yùn)行效益,，減排降耗,，蓄熱式熱力焚燒爐（RTO）也在不斷的技術(shù)改進(jìn)。隨著國家環(huán)保及企業(yè)對廢氣處理設(shè)備的要求逐漸提高,，兩床式RTO已逐漸被淘汰,。三床式RTO較早進(jìn)入我國市場，所以目前市場占有比例較大,。由于旋轉(zhuǎn)式RTO的綜合性能要比三床式RTO更好,，所以考慮到環(huán)保要求和成本控制，旋轉(zhuǎn)式RTO正在擴(kuò)大市場占有率,。