RTO 熱力平衡核算及天然氣消耗量

發布日期：2023-03-20 　瀏覽次數：2006

“沸石轉輪+RTO”運行流程如圖 1 所示.

過程①:排風 VOCs 廢氣從排風管進入沸石轉輪進行 VOCs吸附;過程②:經沸石轉輪吸附的氣體成為凈氣,部分凈氣進入煙囪;過程③:部分從沸石轉輪出口的凈氣進入換熱器吸熱,這部分氣體稱為脫附風;過程④:吸熱升溫后的脫附風再次進入沸石轉輪,對 VOCs 進行脫附;過程⑤:脫附風攜帶較高濃度的 VOCs 進入RTO,首先經過蓄熱體預熱升溫,再進入爐膛進行氧化分解;過程⑥:燃燒后的部分高溫煙氣流經蓄熱體并放熱,成為低溫煙氣后然后進入煙囪;過程⑦:部分高溫煙氣進入換熱器放熱,加熱脫附風;過程⑧:放熱后的低溫煙氣進入煙囪;過程⑨:所有進入煙囪的氣混合后排入大氣.

涂裝所用涂料的主要 VOCs 組分為二甲苯?乙苯和正丁醇,以下是各組分與氧氣反應方程式. 二甲苯、乙苯: C8H10 + 10.5O2 = 8CO2 + 5H2O

正丁醇: C4H10O + 6O2 = 4CO2 + 5H2O

涂裝車間作業產生的 VOCs 主要組分物性參數如表 1 所示:

空載運行時,VOCs 濃度為 0mg/Nm3,系統運行所需熱量全部由天然氣提供.空載運行時排風量為 60000Nm3/h,當沸石轉輪濃縮倍率為 10,換熱器熱利用率為 0.70 時,天然氣流量VT= 54.5Nm3/h.

滿載運行時,系統運行所需熱量全部由 VOCs燃燒提供,天然氣停止供應.滿載運行時排風量為95000Nm3/h,沸石轉輪濃縮倍率為 10,換熱器熱利用率為 0.70 時,可以求出 VOCs濃度為827mg/Nm3

在排風量為60000Nm3/h,排風管內 VOCs 濃度為0mg/Nm3,沸石轉輪濃縮倍率為 10,換熱器熱利用率為 0.70 的初始計算條件下,核算驗證 VOCs 入爐濃度與爐溫的關系,可以求得爐溫為 760℃,在此基礎上,RTO 入口處 VOCs 濃度每增加 1000mg/Nm3,平均爐溫上升約 21℃,在實際運行過程中,RTO 入口處 VOCs 濃度每增加 1000mg/Nm3,爐溫上升約 20℃,根據工程實際中產生的 VOCs 種類,在保證 VOCs 去除率的前提

下,適當降低爐溫可以減少天然氣消耗量。

沸石轉輪濃縮倍率越大,所需天然氣量越小;在濃縮倍率較小時,提高濃縮倍率對天然氣流量影響較大,在較高的濃縮倍率下繼續提高濃縮倍率,對減少天然氣消耗量作用較小.在綜合考慮天然氣消耗量和 RTO 安全運行風量下限的前提條件下,排風量為 60000~95000Nm3/h 時,將沸石轉輪濃縮倍率設置為 10~14 倍是較為經濟安全的選擇.

換熱器熱利用率率越大,天然氣消耗量越小.換熱器熱利用率從0.50 提高到 0.70 時,天然氣消耗量從 72.9Nm3/h 下降到了54.5Nm3/h,降低了 25%;換熱器熱利用率從 0.70 提高到 0.90 時,天然氣消耗量從 54.5Nm3/h 下降到了44.2Nm3/h,下降了18.9%.提高換熱器熱利用率對降低天然氣消耗量有顯著效果.