多室蓄热式有机废气焚烧炉工程应用研究_萧琦

多室蓄热式有机废气焚烧炉工程应用研究*萧琦姜泽毅张欣欣(北京科技大学机械工程学院，北京100083)摘要:为了解决城市周边小企业挥发性有机物空气污染问题，研发了一种新型多蓄热室旋转换向蓄热式有机废气焚烧炉，对现有焚烧炉内不合理的流通截面积分配比例进行了改进，并在北京市郊某工厂建设了处理能力为3000m3/h的应用示范装置。通过对焚烧炉出口残留VOC和焚烧炉能量消耗数据的分析和计算，揭示了影响焚烧炉示范装置VOC处理效果和燃料消耗量的因素。应用情况表明:新型蓄热式有机废气焚烧炉对VOC的处理效率可达95%，同时比常规热力焚烧炉节能70%以上。关键词:蓄热式有机废气焚烧炉;VOC处理;大气污染控制ENGINEERINGAPPLICATIONRESEARCHOFMULTIPLE-CHAMBERRTOXiaoQiJiangZeyiZhangXinxin(SchoolofMechanicalEngineering，BeijingUniversityofScienceandTechnology，Beijing100083，China)Abstract:Anewtypeofmultiple-chamberrotaryregenerativethermaloxidizer(RTO)wasdevelopedforvolatileorganiccompound(VOC)airpollutioncontrolinsuburbanfactories.UnreasonableflowareadistributionofcurrentregenerativechamberwasimprovedinthenewtypeRTO.Ademonstrationdevicewithcapacityof3000m3/hwasconstructedinasuburbanfactoryofBeijing.FactorswhichimpactVOCabatementefficiencyandfuelconsumptionwerediscussedbyoutletVOCanalysisandenergyconsumptioncalculation.Thedestructionandremovalefficiency(DRE)ofthenewtypeRTOcouldreach95%andtheenergysavingcouldbeover70%ascomparedwithconvectionalthermaloxidizers.Keywords:regenerativethermaloxidizer;VOCabatementtechnique;airpollutioncontrol*北京市科委“城市建设新工艺技术应用”项目资助(No.Y06050600000701)。0引言随着制造和表面处理工艺的不断发展，挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompound，简称VOC)在工业中的应用越来越广泛。挥发性有机化合物大多数具有特殊的气味，能导致人体呈现种种不适，并具有毒性、刺激性、致癌作用;在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢有机化合物与氧化剂发生光化学反应，生成光化学烟雾，危害人体健康及作物生长，破坏臭氧层［1-2］。近年来，人们的环保意识不断增强，对控制大气污染的要求日益提高。经济、有效地处理含有挥发性有机化合物的废气已经是迫切需要解决的问题。蓄热式有机废气焚烧炉(RegenerativeThermalOxidizer，简称RTO)最早出现在美国加利福尼亚州的一个金属成品厂的卷材连续涂覆线［3-4］;由于其热回收效率的大幅度提高，在欧美国家迅速推广并应用于工业VOC废气的处理。经过30年的发展，RTO经历了两室到三室再到多室的发展历程［5-6］。由于RTO在有机物破坏去除效率、适用范围和低运行费用等方面的优势，必将成为工业VOC废气处理的主要设备。1改进后焚烧炉的特点北京科技大学研发人员在研究大量国外相关文献基础上，结合自身长期从事工业炉研究的经验，对现有蓄热式有机废气焚烧炉进行了改进，自主研发国内第一套多蓄热室旋转换向蓄热式有机废气焚烧炉系统。改进后的旋转换向RTO系统的结构和工作流程如图1、表1所示。目前所有的RTO系统，在设计中都采用进气和排气的流通通道截面积相同的方案［7-8］。由于排气温96环境工程2011年4月第29卷第2期DOI:10.13205/j.hjgc.2011.02.026图1改进后RTO结构表1改进后RTO工作流程阶段序号蓄热室1蓄热室2蓄热室3蓄热室4蓄热室5蓄热室61进气进气吹扫排气排气排气2进气吹扫排气排气排气进气3吹扫排气排气排气进气进气4排气排气排气进气进气吹扫5排气排气进气进气吹扫排气6排气进气进气吹扫排气排气度高于进气温度和