热氧化法当前分专业烟气消白为三种:热力燃烧式、间壁式、蓄热式。三种方法的主要区别在于热量回收方式。这专业烟气消白三种方法均能催化法结合,降低化学反应的反应温度。热力燃烧式热氧化器,一般情况下是指气体焚烧炉。这种气体焚烧炉由助燃剂、混合区和燃烧室三部分组成。其中,助燃剂,比如天然气、石油等,是辅助燃料,在燃烧过程中,焚烧炉内产生的热混合区可对VOC废气预热,预热后便可为有机废气的处理提供足够空间、时间,最终实现有机废气的无害化处理。在供氧充足条件下,氧化反应的反应程度——VOC去除率——主要取决于“三T条件”:反应温度(Temperat)、时间(Time)、湍流混合情况(Turbulence)。
同时,旋转式自烟气消白运行浓度为1.5g/m3,三床式为2.5g/m3,对于有机组分浓度低于2.5g/m3的废气,三床式烟气消白安装需要补充天然气,而旋转式无需消耗天然气即可自运行。RTO炉体的表面热量损失和余热回用能力是影响其热效率的两个重要因素。经测试,旋转式RTO热效率为97%,比两床式、三床式分别提高7个和2个百分点。以废气处理量均为30000Nm3/h风量规模的情况为例,两床式、三床式和旋转式RTO表面积分别为95m2、145m2和86m2,旋转式RTO表面积比两床式、三床式分别降低9.5%和41%。这表明,旋转式RTO有着更小的比表面积,从炉体结构角度看热量损失较小。
废气预处理不彻底,废气专业烟气消白中的可燃烟气消白安装粉尘有机物固体颗粒等在RTO的蓄热室陶瓷层中集聚可能引发火灾事故,通过洗涤塔同时可以去除有机废气中含有的酸性腐蚀性物质,减少气体对RTO炉体、阀门等设备腐蚀,洗涤塔可以起到将高浓度有机废气稀释混合时紊流缓冲的作用,避免有机废气局部区域出现混合不均匀而出现的闪爆现象;(3)废气进入RTO处理前配置应急三通。一旦系统断气,会自动复位,保持应急排放口为开启状态,当存在火灾安全隐患时,切断管道,防止火灾蔓延。
VOCs作为PM2.5和O3重要前体物和烟气消白安装参与物,其不仅能与SO2、NOx等发生光化学反应形成光化学烟雾,也能与大气中专业烟气消白的·OH和O3等强氧化剂反应生成二次有机气溶胶,严重污染区域大气环境且危害人体健康,因此煤化工VOCs安全高效控制与减排亟待解决。针对煤化工VOCs污染控制难题,本文综述了现阶段煤化工VOCs排放现状、管控措施、控制技术及筛选与评价方法,并对其减排提出了建议。近年来,由于受到宏观政策引导和市场拉动作用,现代煤化工产业得到快速发展,大型装备制造能力显著提升,自主化率达到90%以上。
一般我们可以从以专业烟气消白下几个方面来提高RTO/RCO/CO等热氧化设备的安全性能指标,作为设备使用方,也应该着重专业烟气消白从以下几个方面,重点关注设备的安全设计:(1)通过有效措施,严格控制进入RTO设备的有机物浓度,使其控制在一个安全的水平,这是预防爆炸的一个最根本的措施。如果进口浓度已经超过爆炸下限,即使前面用了防爆风机、管道采用了防静电等措施都无济于事。由于有机物的爆炸下限会随气体温度的提高大幅降低,同时由于煤化工、石油化工企业有机废气的突发性排放,因此入口浓度的控制必须远低于爆炸下限;(2)在RTO设备入口,设置有机废气喷淋洗涤塔,对固体颗粒物进行预处理。