沸石转轮+RTO蓄热式焚烧炉设备

一、沸石吸附转轮技术 :

   具有多孔介质的材料被广泛用于气体的萃取和分离。沸石分子筛和工业用活性炭一样，都具有多孔的特征。1986 年瑞典人将多孔吸附材料制成蜂窝状结构的转轮，1988 年日本人将疏水性分子筛涂敷在蜂窝状吸附材料的表面制成吸附转轮。经过几十年的技术进步，目前沸石分子筛转轮每小时可以处理 200 000m³ 的工业废气，实现吸附效率达 95%，浓缩倍率 5 ～ 25。 

沸石吸附转轮采用多仓室布置，根据吸附浓缩过程的功能不同分为吸附区、冷却区和脱附区 。转轮工作过程中，沸石依次通过吸收区、脱附区和冷却区，循环往复完成吸附脱附过程。根据废气处理量，转轮一般以 1 ～ 6r/h 的速度持续缓慢旋转。 

二、蓄热式燃烧技术 :

1984 年蓄热式燃烧技术被英国人用于钢厂退火炉，20 世纪 80 年代后期引入我国，用于钢厂处理和回收利用低热值的高炉煤气。

由于对燃烧后高温烟气显热的回收利用，提高了燃气的入炉温度，有效降低了燃气着火所需的能量，被广泛用于处理低热值气体，一般认为热值在 1000kcal/m³ 的气体即可实现稳定的蓄热燃烧。

有机废气通过蓄热室进入高温（760℃～ 800℃） 燃烧室进行燃烧反应，反应后高温烟气通过另一蓄热室放热至低温（120℃～ 170℃）后从烟囱排放。蓄热体成对布置，交替进行加热、放热，以固定时间（一 般 3min 以内）间隔进行切换。蓄热式热力炉（RTO） 根据蓄热室的数量不同，分为二室（效率 95%）和三 室（效率 98%）两类。

三、组合工艺原理 及尺寸：

如下图所示，完整的蓄热式燃烧组合工艺由三级干式过滤装置、吸附转轮、RTO 依次串联组成。

三级干式过滤装置可以依次分为初效过滤器、中效过滤器和活性炭过滤层。其中，初效过滤器主要用来过滤 5μm 以上的粉尘和颗粒物，中效过滤器用于过滤粒径 1 ～ 5μm 的粉尘和颗粒物，活性炭过滤层主要用于滤出高沸点物质，保障转轮安全，防止沸石被高沸点物质污染后降低脱附效率。

三级干式过滤器整体能较完全地去除粉尘、漆雾，气体中 0.5μm 以上的粉尘净化效率≥ 98%，可确保废气满足转轮和 RTO 对废气的参数要求。 

经三级干式过滤装置的有机废气分为两部分通过吸附转轮。大部分废气（85% ～ 95%）流入吸附 区，VOCs 在范德华力作用下被吸附于沸石多孔介质，经吸附后的洁净废气排放进烟囱 ；小部分废气 （5% ～ 15%）依次通过冷却区和脱附区，冷却沸石的同时得到部分热量，经换热器加热至 180℃～ 220℃的脱附温度后，进入脱附区。

沸石多孔介质中的 VOCs 在热气流的加热下脱离，与废气混合形成高浓度 VOCs 废气。转轮经脱附后得以再生，实现循环运转。 

高浓度 VOCs 废气进入 RTO 焚烧，反应后的大部分 VOCs 被高温销毁，高温洁净烟气经过蓄热室降温后，可以通过外部换热器预热送往 RTO，也可以作为高温热源经外部换热器将脱附用的小股废气加热至脱附所需温度后，从烟囱排放。 

四、该组合工艺具有如下优点 ： 

（1）沸石材料燃点高，相比于活性炭吸附工艺，可以选取较高的温度脱附，高温脱附效率高，安全性能好。沸石吸附转轮连续匀速运行，浓缩后的 VOCs 的气流浓度和流量稳定，便于运行控制。 

（2）RTO 炉内绝热燃烧温度高，废物净化效率高， 燃烧产物余热可以进行二次回收利用。燃烧后的高温 气体对浓缩后的 VOCs 气流进行加热，减少了辅助燃 料的使用量，降低了运行成本。 

（3）结构紧凑，占地面积小，节省设备投资和运 行费用。自动化技术成熟，结合热工监测技术，数据 实时上传，系统可以实现一键点火、无人值守。

   五、结语

（1）沸石转轮吸附浓缩 +RTO 焚烧处理工艺的排放数据对比《天津市工业企业挥发性有机物排放控制 标准》（DB 12/524—2014），仍有进一步提升空间。 

（2）通过增加沸石转轮、调整脱附风比例、增加 RTO 设备，可以进一步降低排放浓度。 

（3）该工艺组合功能分配合理，系统结构紧凑，自动化程度高，具有良好的应用效果和推广价值。

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