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      • 金屬表面涂裝廢氣如何用RTO蓄熱燃燒設(shè)備處理
      • 發(fā)布日期:2021年01月12日  點(diǎn)擊次數(shù):84  所屬分類:新聞中心
      • 摘要:蓄熱式燃燒爐(RTO)是把生產(chǎn)排出的有機(jī)廢氣溫度提升到680-1050℃,在此高溫下直接分解成二氧化碳和水蒸氣,大量熱能從煙氣中轉(zhuǎn)移至蓄熱體,用來加熱下一次循環(huán)的待分解有機(jī)廢氣。RTO運(yùn)行費(fèi)用省,有機(jī)廢氣的處理效率可以達(dá)到95%-99%,國際上較先進(jìn)設(shè)備的VOCS處理多采用這種方法。VOCs有機(jī)廢氣氧化燃燒是借助高溫,使有機(jī)物氧化分解為二氧化碳、水以及部分化合物,一般氧化處理效率可以達(dá)到95%-99%。燃燒法分直接氧化燃燒(TO)和蓄熱式燃燒(RTO)兩種,RTO比TO熱交換效率更高,更節(jié)能。

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        1 金屬表面處理概述:

        隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高,產(chǎn)品和工業(yè)設(shè)備的質(zhì)量也發(fā)生了變化。產(chǎn)品不僅需要耐腐蝕性和耐久性,而且還需要清潔美觀的外觀,美觀大方,具有一定的觀賞價(jià)值。因此,目前表面處理技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種制造業(yè)。
        表面處理技術(shù)始終在為金屬材料的保駕護(hù)航、增值添彩發(fā)揮著巨大的作用。一方面,它能顯著降低金屬(特別是鋼鐵)的腐蝕速度,為社會節(jié)約大量的財(cái)富,并可通過處理使之獲得亮麗的外觀。另一方面,表面處理技術(shù)還能設(shè)法賦予金屬各種與電、磁、光、聲、化學(xué)、機(jī)械等有關(guān)的新功能。
        由于材料的功能多半都體現(xiàn)在其表面層上,因而有可能讓一些低廉的金屬材料經(jīng)過表面處理而獲得耐磨、減摩、磁化、導(dǎo)電、易焊接、化學(xué)催化等特殊功能,得以身價(jià)倍增。這就是說,金屬表面處理技術(shù)既能為其它加工工藝提供平整、清潔、美觀的表面,又能獨(dú)立地形成具有重要價(jià)值的新型表面材料。它對制造業(yè)發(fā)展所起到的作用是不容忽視的。
        金屬表面處理技術(shù)涉及面廣,涉及面廣,各學(xué)科之間的距離很小,很少有人能掌握表面處理技術(shù)的全部內(nèi)容。此外,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和需求的增長,新技術(shù)將被添加到列表中。然而,這種復(fù)雜而重要的綜合性技術(shù)長期以來一直被學(xué)術(shù)界所忽視。


        2 蓄熱式燃燒技術(shù)的工作原理:蓄熱式燃燒技術(shù)在蓄熱器中采用熱交換原理。當(dāng)煙氣排放時(shí),高溫?zé)煔馔ㄟ^蓄熱器儲存熱量,蓄熱體釋放熱量,將燃燒空氣和氣體預(yù)熱到一定溫度,從而大大降低了加熱爐的燃料消耗。這是一種提高加熱爐熱效率、節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)操作。


        3
        蓄熱式焚燒爐(RTO)工藝原理:兩床RTO 主體結(jié)構(gòu)由高溫氧化室、兩個(gè)陶瓷蓄熱體和四個(gè)切換閥門組成。當(dāng)有機(jī)廢氣進(jìn)入蓄熱體1 后, 蓄熱體1放熱,有機(jī)廢氣被加熱到800℃左右后在高溫氧化室燃燒燃燒后的高溫潔凈氣體通過蓄熱體2;蓄熱體2 吸熱,高溫氣體則被蓄熱體2 冷卻后,經(jīng)過切換閥排放。經(jīng)過一段時(shí)間,閥門切換,有機(jī)廢氣從蓄熱體2 進(jìn)入,蓄熱體2 放熱加熱廢氣,廢氣被氧化燃燒后通過蓄熱體1,蓄熱體1 吸熱,高溫氣體被冷卻后通過切換閥排放。這樣周期性地切換,就可連續(xù)處理有機(jī)廢氣,同時(shí)無需或少量補(bǔ)充能量,達(dá)到節(jié)能效果。
        對VOC 排放濃度和排放速率要求較高的情況下,可設(shè)計(jì)三個(gè)或五個(gè)蓄熱床,每個(gè)蓄熱床依次進(jìn)行蓄熱—放熱—清掃的循環(huán)過程。對于高濃度(低于20%LEL)的有機(jī)氣體,可對氧化后的熱量進(jìn)行二次余熱回收,回收方式可以是:加熱導(dǎo)熱油、蒸汽、熱水、熱風(fēng)、熱風(fēng)經(jīng)過濾后直接回用等,如圖所示。

        3.1 蓄熱式焚燒爐(RTO)工藝流程

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        4 VOCs 廢氣處理簡介:金屬涂裝廢氣中VOCs 的組分比較復(fù)雜,主要成分有:甲苯、二甲苯、醋酸乙脂、環(huán)己酮、丁酮、異丙醇、丁醇等,針對鋁涂裝含VOCs 廢氣的處理,國內(nèi)不少環(huán)保企業(yè)研發(fā)出多種設(shè)備及工藝,主要工藝方式有幾種。


        4.1
        催化燃燒法該法的工作原理是:利用廢氣中的VOCs 在催化劑的作用下可以有效降低氧化轉(zhuǎn)化溫度的特點(diǎn),在設(shè)備內(nèi)增加催化劑作為觸媒來降低VOCs 的氧化轉(zhuǎn)化溫度。首先將廢氣通過外來熱源加熱到催化起燃最低溫度280℃導(dǎo)入到裝有催化劑的催化床層,使得含有VOCs 的廢氣與催化劑充分接觸,并保持足夠的停留時(shí)間。被加熱后的VOCs依靠催化劑中的活性成分鉑Pt、鈀Pd 的活性作用,使廢氣中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化氧化為無害的水和二氧化碳從而達(dá)到凈化廢氣的目的。
        該方法的缺點(diǎn)是隨著設(shè)備周期的延長,催化劑的性能逐漸降低,處理效果也逐漸降低。同時(shí),兩倍的維護(hù)成本較高,非甲烷總烴的殘留量超過了標(biāo)準(zhǔn)。


        4.2 熱力燃燒法該法的工作原理是:利用廢氣中的VOCs 在高溫下分子鏈容易被擊破產(chǎn)生氧化轉(zhuǎn)化的原理,直接采用外來熱源將含有VOCs 的廢氣加熱到最低氧化轉(zhuǎn)化溫度750℃。首先把含有VOCs 的廢氣加熱到最低氧化轉(zhuǎn)化溫度750℃,并且停留足夠的分解時(shí)間,使廢氣中的VOCs 充分轉(zhuǎn)化氧化為水和二氧化碳,從而達(dá)到凈化廢氣的目的。且在合適的條件下可進(jìn)行余熱利用,不僅凈化廢氣保護(hù)環(huán)境,同時(shí)余熱利用產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。該方法適用于任何廢氣溫度的場合,廢氣VOCs 濃度在中、高低的場合均能獲得較理想的處理效果,由于廢氣的裂解溫度高,燃料消耗較多,對于熱量不能充分利用的場合,造成運(yùn)行成本高。


        4.3 活性炭(碳纖維)吸附脫附該法的工作原理:利用活性炭(碳纖維)內(nèi)部微孔的物理吸附作用,把廢氣中的VOCs 吸附下來,從而達(dá)到凈化廢氣的目的。由于活性炭吸附只是把VOCs 吸附下來,并沒有把VOCs 真正轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì),并且吸附到一定程度會達(dá)到飽和,所以必須進(jìn)行脫附再生。脫附的方法有飽和蒸汽脫附溶劑溶劑回收法、常壓過熱蒸汽脫附催化凈化法和直接催化燃燒熱空氣連續(xù)脫附。


        采用活性炭吸附/脫附的方法適用于溫度<50℃且廢氣濃度<1,000mg/m3的場合。若廢氣溫度較高,有機(jī)物分子熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),則活性炭(碳纖維)的吸附效果明顯下降;廢氣濃度較高則活性炭(碳纖維)會迅速飽和,則必須采用連續(xù)脫附的方式。該法的缺點(diǎn)是對酮類物質(zhì)可以吸附但是再生效果很差,活性炭容易飽和,相對凈化效率較底。
        4.4 蓄熱式熱力燃燒其廢氣處理的原理和熱力燃燒方法相同。不同的是蓄熱式方法安裝了蓄熱材料代替了熱力燃燒方法的換熱器,由于蓄熱材料具有較大的傳熱面積和熱容量,所以依靠對廢氣進(jìn)氣/排氣方向的不斷切換,從而使蓄熱材料不斷的吸收熱量和放出熱量,達(dá)到節(jié)能效果。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于安裝了蓄熱材料有效提高了換熱效率,通常高達(dá)95%以上,遠(yuǎn)高于普通熱交換器的60%以下的換熱效率,在較低的廢氣濃度時(shí)可達(dá)到最低的運(yùn)行費(fèi)用,廢氣濃度達(dá)到2g/m3 即可實(shí)現(xiàn)無功運(yùn)行,是目前國際通用且能源消耗最低的新型處理VCOs 的工藝方法。


        5 RTO 節(jié)能減排核心利用RTO 節(jié)能減排的關(guān)鍵是優(yōu)化印刷涂布機(jī)和涂裝設(shè)備的進(jìn)排氣系統(tǒng),提高有機(jī)廢氣的排放濃度,減少總排氣量。因此,設(shè)備的無功損耗降低,設(shè)備投資減少,節(jié)能效果更明顯。
        因?yàn)?,?dāng)排出的有機(jī)廢氣VOCs 濃度較大時(shí),超出RTO無功運(yùn)行平衡點(diǎn)(一般濃度在3g/m2)以上的熱量,可回用到印刷涂布烘干箱上,還有從RTO 排出來處理后的氣體(溫度比進(jìn)氣高60℃以上),可通過熱交換器預(yù)熱新鮮空氣,再把預(yù)熱后氣體送到烘箱,這樣可大大節(jié)省加熱烘箱的能耗,為企業(yè)創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,值得大力推廣。
        對于鋼桶制造行業(yè),排放濃度低于2.5g/m2,也可選用轉(zhuǎn)輪或活性碳吸附濃度廢氣,再把濃縮完的氣體適到RTO 燃燒。


        6 總結(jié)金屬涂裝線外排廢氣采用蓄熱式焚燒工藝設(shè)備進(jìn)行環(huán)保處理是非常合適和理想的,不僅處理效果優(yōu)異,能夠完全達(dá)標(biāo)排放,而且運(yùn)行能耗最省,是金屬涂裝企業(yè)環(huán)保處理的理想選擇。

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