RTO废气焚烧炉烟气余热的综合利用.docx

RTO废气焚烧炉烟气余热的综合利用当前石油化工、轻工、塑料、印刷等行业排放的有机废气处理为直燃式焚烧炉和蓄热式热氧化器(称RTO)。蓄热式热氧化器的蜂窝陶瓷能够将燃烧机的热量储存起来当陶瓷的温度超过有机废气的着火点时即使炉内无火炽热的蜂窝陶瓷也能把有机废气点燃。蓄热式热氧化器具备能耗低、安全性好、应用范围广泛等优点是一种很有发展前景的VOCs气体处理方法。本文针对汽车涂装自动生产线中RTO废气焚烧炉烟气的余热综合利用做了详细的陈述。在汽车涂装自动生产线中烘干设备是主要耗能生产设备之一通过RTO(蓄热式废气氧化装置)烟气余热利用综合节能技术对低温排放的烟气进行余热回收和利用可以提高全厂的热效率降低总体能耗提高经济益;而且响应国家节能减排的政策为社会环境保护作出一定贡献。汽车涂装自动生产线上的烘干设备是主要耗能生产设备之一所以在满足安全生产并符合环保法规的前提下烘设备的节能技术改善是其重要的发展方向。在实际生产中烘干设备的供热系统和废气处理系统的烟气排放热损失约占总能耗的25%。虽然这些烟气的排放温度降至200～250℃左右就满足现在的环保法规要求但这部分被排放的烟气仍然存在着能量回收的契机。对低温排放的烟气进行余热回收和利用是涉及烘干设备、公用动力系统、其他区域耗能设备等综合性很强的系统节能技术是涂装车间能源综合利用的典型课题本文重点探讨RTO(蓄热式废气氧化装置)烟气余热利用综合节能技术。1、RTO技术的机理RTO(蓄热式废气氧化装置)烟气余热利用综合节能技术的机理如下：涂装车间各烘干设备在生产过程当中产生的有机废气通过废气管网集中被送到RTO装置中进行750℃左右的高温焚烧处理;这些废气燃烧后产生的能量被RTO内部的陶瓷蓄热体进行热量回用后最终排入大气的烟气温度被降到200～250℃之间。由于安全方面的因素这部分最终排入大气的温度必须在120℃以上但从200～250℃到120℃这部分依旧有能量回收的空间。采用水作为这部分烟气能量回收的介质利用这些低温烟气的余热来制备热水烟气的温度被降到120℃左右后排入大气而制备出的热水可以输送到热水锅炉或其他需要热水的地方充分利用从而实现烘干设备烟气排放余热回收利用的目的。2、排烟余热回收效益以60JPH纲领的某汽车涂装线项目为例RTO废气处理量为8万m3/h废气处理后排烟温度约为200℃。在保证烟囱抽力(抽力取决于烟囱高度和气体密度差高度一定的情况下排烟温度高抽力大)、防止凝结(温度低换热器、烟囱内壁容易凝结物质着火)的基本条件下可以采用换热器回收部分热量使排烟温度降至120℃后放。其余热回收经济效益计算公式如下：80000(m3/h)×1.2×0.24×(200-120)×16(h/d)×250(d/a)×0.7(系统综合利用率)/8000(天然气热值)=XXX(m3/a)645120(m3/a)×2.86(元/m3)=185(万元/a)上面计算中效益随生产线的实际工作时间(年时基数)变化而变化。这一节能技术设计之初首先需掌握车间用能设备的能量需求变化规律以便合理计算水量和配置换热器合理组织生产(RTO、锅炉与前处理等用能设备的联动)以提高系统能量综合利用率最大化地回收能量。3、能量流动结构图能量流动结构图如图1所示。以60JPH纲领的某汽车涂装线项目为例车间锅炉房共有5台2.8MW的燃气锅炉主要供前处理、空调二次加热和少量其他生活需求见表1。表2中的设计数据显示烟气回收的能量占车间热水平均量夏季需求的29%、冬季需求的41%、其他季节需求的54%现场实际数据还受联动系统生产组织的影响。在这个能量体系中RTO最终的排烟温度取决于水路的水量、进出口温差;而现场数据变化主要取决于动力需求变化。例如：前处理或空调等工艺设备的升温状态、保温状态下不同用能量;生产纲领满负荷生产、不满负荷生产、休息时段的用能量;季节变化车间能量需求不同等等也就是说该联动系统存在一个综合利用率问题。4、余热回收系统组成整个余热利用系统包括气路、水路、余热换热器和自动化系统等4部分组成(如图2)。烟气管路包括气动切换阀、及进出口烟气温度探头、压差开关等监测元件;水路系统包括水泵、手动蝶阀、气动三通调节阀、安全阀、压力表、流量开关和进出口水温探头等监测元件。其中主体设备是热管换热器其传热效率高(具备超强的导热性、良好的等温性、热流密度可变性等特质)节能效果显著;具备良好的防腐蚀能力;装置体积小只是普通热交换器的1/3;使用期限长单根热管可拆卸更换维护简单成本低(如图3、图4)。热管由管壳、吸液芯和端盖组成将管内抽成1.3×(10-1～10-4)Pa的负压后充以适量的工作液体使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段)另一端为冷凝段(冷却段)根据应用需