蓄热式焚烧炉(RTO)工艺在焦油加工行业的应用_ 江苏鼎轩环保科技有限公司

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蓄热式焚烧炉(RTO)工艺在焦油加工行业的应用

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       焦油加工过程中包括焦油蒸馏、酚盐分解、酚精制、工业萘、萘结片等工序,涉及精馏、换热、装卸车、原料存储、中间产品存储、产品存储等过程,在生产过程中产生挥发性有机废气在所难免。工业焦油加工废气排放具有污染物种类多、排放不稳定、高沸点物质多等特点,因此焦油加工行业的废气处理起来有相当大的难度。

焦油是炼焦过程中产生的副产品,是由多种芳香族碳氢化合物组成的复杂混合物,主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、甲基萘、酚、蒽等芳烃。焦油加工生产主要是先通过蒸馏分离出轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油馏分和沥青等中间产品,再进一步深加工获得纯苯、工业萘、苯酚、炭黑油、改质沥青等高附加值化工产品。

随着蓄热材料的发展,目前RTO的热回收率已达到95%以上,同时占用空间越来越小。RTO辅助燃烧的燃料消耗很少,当有机废气达到一定浓度时,还可以从RTO中输出热量,所以RTO在焦油废气处理中得到普遍应用。最常用的陶瓷蓄热体为MLM一180,该陶瓷蓄热体具有传统蜂窝陶瓷比表面积大、热容高、传热快、压降低、抗污堵的优点,在欧美等发达国家的化工和环保行业得到广泛应用。

1.RTO系统工作流程

RTO全称为蓄热式热力焚烧炉,其中的热氧化装置(ThermalOxidizer)将废气中的碳氢化合物(VOCs)加热到分解点之后,使其分解为无害的二氧化碳和水并排放到大气中。

工业有机废气向上垂直穿过蓄热段的蓄热陶瓷介质时吸收其中的热量而升至燃烧温度附近。碳氢化合物(VOCs)在850℃左右的环境下发生氧化反应。被加热的净化气体从蓄热体的其余部分自上而下穿过,本身的热量被蓄热体回收。洁净气体随后排出RTO,并经烟囱排入大气中。

(RTO系统组成图)

世上没有什么东西是十全十美的,即使他优点、好处再多,也或多或少会存在一些瑕疵或不足之处,RTO系统装置也是如此。

2。运行中存在的问题

1、安全问题是首要考虑的问题,由于RTO为高温氧化装置,其需要处理的废气中有一定量的可燃物,因此采取必要的防火、防爆措施是十分重要的,而所在焦油加工行业的RTO装置处理在设计之初就充分考虑了防火防爆的措施以及防止次生灾害的措施。

2、运行的可靠性,由于焦炉加工行业废气中有机物中含有多种高沸点物质,因此防止高沸点有机阻塞蓄热陶瓷体是另一个需要重点考虑的问题。蓄热陶瓷体为微孔陶瓷,其微小的孔道极易被颗粒物或高沸点有机物阻塞,从而影响传热效果并阻塞气体通路,最终影响RTO装置的正常运行。

3.安全预防措施有哪些

由于RTO装置常采用明火进行工作, 容易产生爆炸事故, 是使用RTO装置比较关心的问题。所以其安全预处理措施主要包括:

(1) 浓度控制:为安全起见, 防止爆炸或火灾, 废气中VOCs的浓度通常应控制在25%LEL (爆炸浓度下限) 以下;

(2) 回火控制:为防止回火, 在设计管道尺寸时应使废气的最低流速始终大于回火速度, 而且选取适当的安全系数;

(3) 安全措施:可以采取设置文丘里阻火器、回火防止器、安全液封、空气稀释、无回火喷射等安全控制措施;

(4) 报警连锁:设置爆炸或回火报警仪及安全联锁控制系统。

4.保障系统稳定运行措施

反烧是一种清洁积聚在蓄热床入口侧有机物的维护方法,当RTO停车或小流量运行时,主阀按次序切换,使一个蓄热床在较长的周期内处于出口循环,这会导致该床温度和出口气流温度逐渐升高,随着温度的升高,附在该床冷侧、管道和阀门上的有机物开始氧化燃烧,当该床底部的温度达到预定温度后继续保持30分钟后,阀切换,另一蓄热床开始反烧。

每次一个蓄热床反烧,都是蓄热床反烧、阀门的自动切换所完成的,当最后一个床完成反烧后,阀自动恢复到初始循环状态。持续时间依有机物在蓄热床的积累情况而定,若积累量大,反烧时间长才能彻底清洗蓄热床,反烧程序总共需2~3小时,反烧程序持续时间可通过增加反烧操作频率来缩短。

结语

1、RTO适于处理复杂、低浓度、风量大的焦油加工废气, 净化效率高、适用范围广、操作稳定性好, 其污染物的平均净化效率在95%以上, 并且处理后的废气能达标排放, 是一种值得推广的焦油加工废气末端治理技术。

2、焦油加工废气收集前需先进行预处理, 减小废气中夹带的萘、焦油等重组分, 进入RTO前需设置阻火泄爆安全水封和捕雾器, 并安装废气浓度LEL监控, 与RTO系统进行连锁控制, 保证废气焚烧的安全性。

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