蓄熱式熱力焚燒爐（RTO）工作原理及主要性能指標

隨著我國文化和經濟的快速發展，人們對生活質（zhì）量要求逐漸提高，環保意識逐漸加強（qiáng），對生活環境要求日（rì）益（yì）提高。

工（gōng）業有機廢氣是當今大氣汙染（rǎn）的一種（zhǒng）主要成因（yīn）之一，近幾年國家對環（huán）境治理的力度日（rì）益加大，對有機廢氣排放標準也越來越高（gāo）。

高標準政策下（xià），對有機廢氣處理設備的技術性能要求有了大幅（fú）度提高，本文通過對（duì）各種蓄熱式熱力（lì）焚燒爐（RTO）的工作原理及主要性能指標介紹（shào），對蓄熱式熱力焚燒爐（RTO）的應用發展前景做出探討和分析（xī）。

1、蓄熱式熱力焚燒爐的（de）工作原理 

蓄熱式熱力焚燒爐（RTO），是一種高效的有（yǒu）機廢氣處（chù）理設備，其（qí）工作原理是，把有機廢（fèi）氣（qì）加熱到（dào）760攝氏度以上，使（shǐ）廢（fèi）氣中的揮發性有機物（VOCs）氧化分（fèn）解為二氧化碳和水。

氧化過程產生的熱量存儲在特製的陶瓷蓄熱體（tǐ），使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體（tǐ）內儲存的熱量用於預熱後續進入的有機廢氣，該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程，從（cóng）而節省廢氣升溫過程的燃料消（xiāo）耗。

2、RTO在國內的技術發展曆程（chéng） 

2.1第一（yī）代RTO

第一代RTO是兩床式結構，由兩個（gè）陶瓷蓄熱體填料床組成，以最簡單的（de）一進一出過程（chéng）完成“蓄熱”和（hé）“放熱”過程（chéng）的切換。

RTO設備的分解效率主要由反（fǎn）應溫度、停留時（shí）間、氣體流（liú）速（sù）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（yī）次狀態（進口-出口），風（fēng）門在切換（huàn）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，且當前（qián）進氣蓄熱室底部殘留的未分解廢氣也被直接（jiē）排出。

大量工（gōng）程應用表明：兩床式RTO的（de）VOCs的最大分解效率為（wéi）95%，最大綜合熱效率為90%，進出口溫差高達45攝氏（shì）度（dù）。在閥切換時，廢氣（qì）管道內的壓力波動範圍為（wéi）±500pa，當（dāng）兩床式（shì）RTO進氣口VOCs濃度大於1g/m3時，出口濃度會超（chāo）過北（běi）京和上海的地方排放標準（50mg/m³）。

2.2第（dì）二（èr）代（dài）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（chuáng）組成, 在第一代RTO的基礎上增加了“吹（chuī）掃”功能，大大（dà）的（de）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被預熱，然後進入燃燒室燃燒，蓄（xù）熱床C中殘（cán）留未處理廢（fèi）氣被淨化後的氣體反吹回燃（rán）燒室進行焚燒處理（lǐ）（吹掃功能），分解後的廢氣經過蓄熱床（chuáng）B排出（chū），同（tóng）時蓄熱床（chuáng）B被加熱。

階段二：廢氣通過蓄熱（rè）床B被（bèi）預（yù）熱，然後進入燃燒室燃燒，蓄（xù）熱床A中殘留（liú）未處理廢（fèi）氣被淨化後的氣（qì）體反（fǎn）吹回（huí）燃燒（shāo）室進行（háng）焚燒處理，分解後廢（fèi）氣（qì）經過蓄（xù）熱床C排出（chū），同（tóng）時蓄熱（rè）床C被加熱。

階段（duàn）三：廢（fèi）氣通過蓄熱床C被預熱，然後進人燃燒室燃燒，蓄熱床（chuáng）B中殘留未處理廢氣被淨化後的氣體反吹（chuī）回燃燒室進行焚燒處理分解後廢氣經過（guò）蓄熱（rè）床A排出，同時蓄熱床A被加熱。

如此周期性運行，廢氣在燃燒室內氧化分解，燃燒室內溫度維持在設定溫度（一般為800-850攝氏度）。當RTO進氣（qì）口的廢氣濃度（dù）達（dá）到一定值時，VOCs氧化釋放的熱量能夠維持RTO蓄熱（rè）和放熱的能量儲備（bèi），則此時（shí）RTO不需要使用燃料就能夠維持燃燒室內的溫度。

大量（liàng）工程應用表明：三床式RTO的VOCs的最高分解效率可達99%，最大（dà）綜合熱效率可達95%，進出口溫（wēn）差在40攝氏（shì）度左右，在閥切換（huàn）時（shí），廢氣管道內的壓力波動在±250pa。三床式RTO的VOCs處理濃度不能（néng）超過5g/m3，不然會超過北京和上海（hǎi）的地方（fāng）排放標準。另外由於其比表麵積較（jiào）大所以自身（shēn）運行散熱（rè）量（liàng）較大，降低了（le）可供回用的餘熱量。

2.3 第三代RTO

第三代RTO采用旋轉（zhuǎn）式分（fèn）流導向，在爐膛內設置多個等份的陶瓷填料床，通過旋轉換向閥的轉動把有機廢氣導向各個蓄熱床進行預熱和氧化分解。

旋轉式RTO主（zhǔ）要（yào）由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉（zhuǎn）閥等（děng）組成。爐體分成12個陶瓷填（tián）料床（chuáng），其功能分為5個進氣室（預熱區）、5個（gè）出氣室（冷卻（què）區）、1個吹掃（sǎo）室和（hé）1個隔離室。廢氣分配閥由電機帶動，作連續（xù）、勻（yún）速轉動（dòng），在分（fèn）配閥的作用下，廢氣緩（huǎn）慢在12個室之間依次（cì）通過。

廢氣經進氣分配器進入預熱區，使廢氣預（yù）熱到一定溫（wēn）度後進入（rù）頂部的燃燒室，並完全氧（yǎng）化（huà）分解。淨化後的高溫氣體離開（kāi）燃燒室，進入冷卻區，將熱量傳給陶瓷蓄熱體，而氣體被冷卻，並通（tōng）過氣體分配器排出。冷（lěng）卻區的陶瓷蓄熱體吸熱，“儲存（cún）”大量的熱量（用於下個循環加熱廢氣）。

如此不斷地交替進（jìn）行，廢氣在燃（rán）燒室內氧化分解，當廢（fèi）氣中VOCs濃度超（chāo）過一定值，氧化分解釋（shì）放熱（rè）量足（zú）以維持燃燒室的反應溫度時，則不需要用燃料進行加熱，最大限度的保證能量循環利用（yòng）。

大量工程應用表明：旋轉式RTO的VOCs的最高分解效率（lǜ）可達99.5%，熱效率可達97%，其進出口溫差（chà）20攝氏度左右，最（zuì）大限度的降低了RTO運行中（zhōng）的熱損失，保證了熱能的二次回收利用。

旋轉閥的平穩連（lián）續轉動，對廢氣管道的壓力影響（xiǎng）僅為±25pa，對於生（shēng）產光學材料的廠家來說極其重要。由於具有很高的分解效率，旋轉式RTO的VOCs入口廢（fèi）氣濃度可高達10g/m3。

2.4 不同類型RTO性能對（duì）比

以30000m3/h為參考（kǎo），各類RTO的性能情況表

從以上（shàng）表格可（kě）以（yǐ）看出，在保證VOCs達標排放的前提下，旋轉式RTO的基本性能都優於三床（chuáng）式RTO。

3、結語 

自2016年北京《大氣汙染物綜合排放標準（zhǔn）》（DB11/501-2017）的頒布實施（shī）後，北京率先（xiān）實施地標50mg/m3的排放標準，目前已有19個省（shěng）份陸續執行50mg/m3標準。

世界主要發達國（guó）家（jiā）VOCs廢氣排放標準，美國是180mg/m3，歐（ōu）盟是150mg/m3，日本是300mg/m3，中國國標是120mg/m3；全（quán）世界RTO設備製造商2016年起才開始研發生產高（gāo）標準要求的RTO，高標準RTO最長運行時間隻有2.5年。國內外高排放標準的RTO技術研發基本站在了同一起跑線上。

綜上（shàng），為了滿足環境治（zhì）理的達標排放（fàng）以及控製企業投資成本的高（gāo）要求，提（tí）高設備運行（háng）效益，減排（pái）降耗，蓄熱式熱力焚燒爐（lú）（RTO）也在不斷的技術改進。

隨著國家（jiā）環保及企業對廢氣處理設備的要求逐（zhú）漸提高，兩床式RTO已逐漸被淘汰。三床式（shì）RTO較早進入我國市場，所以目前市（shì）場占有（yǒu）比例較（jiào）大（dà）。由於旋轉式RTO的綜合性能要比三床式RTO更好，所以考慮到環保要求和成本控製，旋轉式RTO正（zhèng）在擴大市場占（zhàn）有率。

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