沸石浓缩转轮被分为吸附区、脱附区、冷却区三个功能区,沸石分子筛转轮在各个功能区域内连续运转。
在吸附区:废气通过前置的过滤器后,送至沸石分子筛转轮的吸附区。在吸附区(吸附区面积为S1 )有机废气中的VOCs被沸石分子筛吸附,未被吸附的废气在吸附风机的带动下,直接排人烟囱达标排放。
在脱附区:沸石转轮上吸附的VOCs,在脱附区(脱附区面积为S2 ) 被高温逆向脱附、浓缩,脱附温度约200oC:,浓缩倍数一般为5 ~ 25倍。浓缩倍数:n = (S1 x V1)/(S2 xV2 ) ,其中 S1/S2 = 10:1 ,V1/V2 = ( 0.5 ~ 2.5 )。脱附气在脱附风机的带动下进人RTO焚化系统。
在冷却区:为保证高的吸附效率,需对高温脱附后的转轮进行冷却。冷却空气冷却转轮吸附材后自身被预热,作为脱附气的源气,再与来自RTO燃烧室来的高温净化气换热,温度提升至180 ~ 200oC 后逆向进人转轮脱附区进行高温脱附。
沸石分子筛转轮设备整体密闭,污染源主要为沸石分子筛更换产生的废沸石材料,但根据工程实际案例运营情况,吸附材料一般寿命在5 年以上。
旋转RTO工作原理
旋转RTO的蓄热体中设置分格板,将蓄热体床层分为几个独立的扇形区。废气从底部经进气分配器进入预热区,使气体温度预热到一定温度后进入顶部的燃烧室,并完全氧化。
净化后的高温气体离开氧化室,进入冷却区,将热量传给蓄热体而气体被冷却,并通过气体分配器排出。而冷却区的陶瓷蓄热体吸热,“贮存”大量的热量(用于下个循环加热废气)。
为防止未反应的废气随蓄热体的旋转进入净化气出口去,当蓄热体旋转到净化器出口区之前,设有一扇形区作为冲洗区。
通过蓄热体的旋转,蓄热体被周期性的冷却和加热,同时废气被预热和净化器冷却。如此不断地交替进行。
采用RTO装置处理焦化废气,优化RTO装置的工艺性能对提高有机废气处理效率,实现废气达标排放至关重要,本项目在RTO工艺设计等方面做了升级和改进。
3-1采用焦炉煤气作为辅助燃料
本项目采用焦炉煤气作为辅助燃料,既节约了成本,又提高了焦炉煤气的利用率。从用户记录所得到的辅助燃料使用量表明,RTO装置冷启动时所需焦炉煤气为240m3/h,能够满足RTO装置正常运行时的燃料需求。
3-2RTO前端增加安全水封、捕雾器和阻火器水封的主要作用是防止高温回火,由于其安全性能好,可用在管道收集前端防止回火;焦化废气中含有少量的水分,为使进入RTO内部的焦化废气更加洁净,增加了捕雾器用于气液分离;与此同时,由于废气中含有气体,为了阻止气体在RTO内燃烧时火焰传播到整个管网中,在RTO进气管道前端增加了阻火器。
3-3高温阀水冷系统
在大多数的RTO装置中,高温阀主要靠自然散热。考虑到发生紧急情况时燃烧室的温度过高,本项目采用循环水冷却系统。水冷系统由软水槽、软水循环泵及软水冷却器组成,软水通过浮球液位计自动补充到软水槽中,通过软水循环泵输送至高温阀,再通过软水冷却器被循环水冷却后进入软水槽。
4结语
经工艺优化后的RTO装置运行结果分析表明:
1)通过多次抽样测量,RTO燃烧室表面温度基本维持在50~70℃,满足温度≤75℃的设计要求。
2)燃烧室温度始终维持在850~1100℃,保证了有机废气中的有机成分充分氧化燃烧。
3)烟囱平均出口温度120℃,低于150℃的设计要求。
4)经当地***多次抽查,经过RTO装置处理的焦化废气达到GB16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求,有机废气的净化率达到了99%,CO的净化率达到了97%。
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