蓄熱式焚燒爐處理二苯甲酰甲烷 ( DBM ）和硬脂酰苯甲酰甲烷（ SBM ）揮發性有機物

發布日期：2023-10-26 　瀏覽次數：2115

二苯甲酰甲烷（DBM）和硬脂酰苯甲酰甲烷（SBM）的生產流程較長，有酯化、縮合、酸化、濃縮、分離、烘干、包裝等過程。SBM 的生產過程中，在結晶時利用甲苯做溶劑，板框壓濾時再用少量甲醇洗滌，壓濾后的物料干燥物失重約3.5%，濕物料采用氣流烘干、旋風分離、布袋除塵工藝，烘干后產品干燥失重不大于 0.3%，在產量 500 kg/h，風量 5 000~7 000 m3/h，干燥尾氣中含有甲苯 1 200 mg/m3、甲醇 1 000 mg/m3和少量粉塵。DBM 的生產過程中，結晶時利用二甲苯做溶劑，在離心機甩濾分離時，再用少量甲醇洗滌，離心分離后物料干燥失重約 2.5%，濕物料采用氣流烘干、旋風分離、布袋除塵藝，烘干后產品干燥失重不大于 0.5%，在產量 800 kg/h，風量5 000~7 000 m3/h，其干燥尾氣中含有二甲苯1 300 mg/m3、甲醇1 000 mg/m3和少量粉塵。這樣揮發性有機物含量的廢氣較適合用蓄熱式焚燒爐進行處置。

1　蓄熱式焚燒爐工藝流程及說明

1.1　蓄熱式焚燒爐工藝流程

公司現有一臺蓄熱式氣體焚燒爐，設計處理能力 12 000 m3/h，其工藝流程見圖 1。

1.2　工藝流程和過程說明

DBM 和 SBM 兩車間干燥產品時產生的廢氣，分別經阻火器匯合，經可燃氣體檢測儀檢測后，廢氣經安全水封槽進入廢氣緩沖貯罐，經廢氣風機加壓、經阻火器按三個蓄熱床循環進入蓄熱式焚燒爐，經氧化焚燒、熱交換后廢氣經堿洗塔洗滌、除霧器除霧后，經引風機、煙囪高空排放，氧化室設計廢氣停留時間

1 s。

本工藝核心設備是三個陶瓷蓄熱床和一個焚燒氧化室，通過閥門的切換，三個蓄熱陶瓷床（A、B、C）循環回收高溫氣體熱量并預熱新進廢氣，達到能量回收利用的效果。一個循環周期分為三個階段：

階段 1 是廢氣自下而上通過蓄熱床 A 進行熱交換，廢氣溫度升高，然后進入燃燒室氧化燃燒，同時蓄熱床 C 陶瓷間殘留未處理的廢氣用新鮮空氣自下而上吹至燃燒室，進行氧化焚燒處理（吹掃功能），氧化分解后的高溫廢氣自上而下加熱蓄熱床 B 蓄熱體，蓄熱床 A 的蓄熱體溫度降低；

階段 2 是廢氣自下而上經蓄熱床 B 被加熱，然后進入燃燒室氧化燃燒，同時蓄熱床 A 中殘留的未處理廢氣用新鮮空氣吹至燃燒室進行氧化焚燒處理（吹掃功能），分解后廢氣自上而下加熱蓄熱床 C 陶瓷蓄熱體，蓄熱床 B 的蓄熱體因加熱廢氣而溫度降低；

階段 3 是廢氣自上而下經蓄熱床 C 進行熱交換，然后進入燃燒室氧化燃燒，蓄熱床 B 中殘留未處理的廢氣用新鮮空氣吹至燃燒室進行焚燒處理（吹掃功能

），分解后廢氣自上而下加熱蓄熱床 A 蓄熱體，蓄熱床 C 的溫度降低。如此周期性循環運行，廢氣在燃燒室內氧化分解，燃燒室內溫度維持在設定溫度

800~850 ℃。當 RTO 進氣口的廢氣濃度較高時，VOC 氧化釋放的熱量能夠維持 RTO 蓄熱和放熱的能量平衡則此時 RTO 不需要使用燃料就能夠維持燃燒室內的溫度，否則需要補充部分熱量才能維持系統溫度穩定。流出蓄熱床被氧化、換熱后的廢氣，經堿洗塔洗滌酸性氣體、除霧器除去霧滴后，經引風機加壓后高空排放。當 RTO 設備出現緊急情況或預熱烘干機時（無 VOC），生產線產生的廢氣或新鮮空氣由緊急排放閥經堿洗塔、除霧塔和煙囪直接排放。

2　主要設備

RTO 主要設備見表 1。

3　安全措施

本裝置在安全方面采取了冗余設計，具體包含以下方面：

（1）在生產車間出口管道、進蓄熱式焚燒爐進口處均設有阻火器。

（2）在 RTO 裝置進口管道上安裝有安全水封，保持 20 mm 的水封高度。

（3）在廢氣管道、廢氣緩沖罐頂部和氧化室頂部均設有防爆膜，共 3 處。

（4）在廢氣管道上設有可燃氣體檢測和報警裝置并與系統進口閥門聯鎖，當可燃氣體濃度超過爆炸下限的 25% 時，發出聲光報警，當可燃氣體濃度超過爆炸下限的 50% 時，系統關閉進口閥門，打開旁路閥進行排空。

（5）在蓄熱式焚燒爐頂部設有超溫報警和緊急排放閥，以保護爐體，當爐溫超過 900 ℃時，發出聲光報警，超過 950 ℃時，打開緊急排放閥排放爐內高溫氣體，并聯鎖關閉進口閥門。

（6）在廢氣緩沖罐上設有新風補氣調節閥，當廢氣濃度較高、氧化室超溫時，補充新鮮空氣稀釋廢氣濃度，防止超溫。

（7）當引風機故障停運時，聯鎖關閉廢氣進口風閥，并打開緊急排放閥。

（8）在柴油燃燒機、液化石油氣瓶處安裝可燃氣體探測報警器。

（9）爐內安裝火焰探測器，以感知燃燒機點火是否成功。

4　運行情況

本裝置采用柴油作為助燃燃料，當溫度低于設定下限溫度時，柴油泵自動啟動點火，補充熱能以滿足爐膛溫度的需要；當爐溫達到設定的上限時，燃燒機自動熄火。燃燒機設有手動控制和自動控制兩種模式。手動控制時，即給一定的火力，當溫度低于下限溫度時，燃燒機以一定的火力啟動，當溫度達到控制的上限時，燃燒機熄火。在自動模式下，燃燒機在給定的溫度下自動調整火力，將爐溫控制在 800 ℃右的范圍內運行（以三個床頂部溫度的平均值作為控制點

）。（1）蓄熱式焚燒爐目前使用液化石油氣點火，采用柴油作為輔助燃料，采用分體式燃燒機，使用維護方便，運行較穩定。（2）RTO 運行情況見表 2

從表 2 可以看出，氧化室溫度為 800~850 ℃，裝置溫度運行較穩定，爐膛內負壓運行，廢氣進出口溫差在60℃左右，經濟性好。（3）經第三方檢測公司檢測，廢氣排放口非甲烷總烴的含量遠低于國家排放標準，詳見表3

5　存在的問題及對策

由于地處淮河北岸，冬季氣溫較低時，即使用 -10 號柴油，仍易析蠟，造成點火困難，運行不穩定。下一步計劃將柴油燃燒機改為天然氣燃燒機，避免柴油燃燒機冬季點火困難而影響生產，確保 RTO 運行更穩定、更經濟