RTO装置在化工废气处理中的应用

RTO 装置在化工废 气 处理中的应用

宋春梅

身份证号码： 3713241980****0047

摘要：环保部近年来更新了一批环保相关标准，对废气的处理方式和各类特征污染物的排放指标都进行了更新。对化工废气进行处理并使其达到排放标准，是化工行业可持续发展的必然要求，上海化学工业区对环境要求更高。我司PT车间已有一套去除微粉的装置，为了对VOCs做进一步处理，决定增加另外一套处理废气的设备。本文就此展开了探究。

关键词：RTO装置；化工废气；废气处理

1废气处理技术类型

以是否破坏VOCs组分的分子结构可分为两个大类：回收类和破坏类。回收类的原理是利用废气中需要处理的特征污染物的物理化学性质，使用不同的方法将特征污染物分离出来，主要包括吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法等。破坏类的原理是采用各种物理化学以及生物方法，彻底消除废气中的特征污染物，主要包括燃烧法、催化燃烧法、生物法等。

2废气处理技术的应用

2.1吸附法

吸附法的核心就是吸附剂，通常采用如活性炭、分子筛、活性氧化铝和硅胶等比表面大、吸附性强、易于再生的吸附剂，在固定床或者流化床中对废气进行吸附，随着吸附剂中吸收物浓度的升高，吸附剂的吸附效果会越来越弱，因此需要定期进行脱附工序使吸附剂再生。脱附（也可称解吸）操作可根据吸附剂以及所吸附的特征污染物的不同，采用升温、降压、置换、吹扫和化学转化等脱附方式或几种方式的组合，对吸附剂中吸附的特征污染物进行脱附浓缩。吸附法的主要优点：吸附剂可重复利用；可回收特征污染物进行再加工或再处理；对于废气来源平稳性没有太大要求，可间断操作；净化效率较高，可达到90%以上。

2.2吸收法

吸收法流程比较简单，废气通过风机送入吸收单元，经吸收处理后排放至大气。常用的吸收设备有填料塔、喷淋塔、板式塔、鼓泡塔、文丘里等。吸收法的难点在于吸收液的处理，在实际的项目中，吸收剂选择需同时考虑吸收液的处理。可循环使用的需经过再生后循环使用，不可循环使用的需按照相关标准处理或者寻求有相关资质的单位进行处理。

2.3冷凝法

冷凝法的原理是根据特征污染物压力与沸点的对应关系，采用将系统降温或者提高压力的方法，使系统温度低于特征污染物在系统压力沸点或提高特征物沸点并高于系统温度时，将特征污染物转变为液态而分离出来。通常适用于特征污染物体积分数高于0.5%的废气。对于冷凝法而言，影响污染物净化效率的主要有冷却温度、污染物沸点、污染物初始浓度3个因素。但是对于较高的净化要求，所需冷却的温度低，必要时需要增大压力，这样就会增加处理的难度和操作费用^[1]。当VOCs浓度超过爆炸上限时，为防止冷凝过程中浓度处于爆炸极限范围内而造成的爆炸安全隐患，需要在废气中补充惰性气体以降低浓度。因此如用单一冷凝法去除废气中的污染物需冷却到极低的温度，能耗较高。

2.4膜分离法

膜分离法的原理是在压力驱动下，借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解-扩散上的差异以及渗透速率差来实现对某种组分的浓缩和富集。膜分离法适用面较广，可处理很多类型的污染物，尤其是特征污染物体积分数高于0.1%的废气，可以弥补冷凝法和吸附法效果不好的缺点，处理低沸点有机物和氯代有机物^[2]。膜分离法的核心就是所采用的膜材料，应具备较高的透气性、较高的机械强度及化学稳定性和良好的成膜加工性能等，主要有有机高分子膜、多孔陶瓷膜、中空纤维玻璃膜、表面改性多层多孔膜、碳分子筛膜和沸石膜等。

3RTO装置在化工废气处理中的应用

3.1设备运行前提条件

3.1.1动力、控制电源满足设备使用要求

AC380V50Hz动力总电源电压稳定，三相平衡，各相对地绝缘良好。AC220V50Hz电源电压稳定，对地、对零无异常。各电动负载外壳必须可靠接地，运行时电流无异常，建议定期检查并做好电机电流、振动、声音等数据记录。

3.1.2压缩空气气源满足设备使用要求

压缩空气气源压力最好在0.5~0.8MPa之间，目前系统设定的压力报警下限是0.39MPa，当压缩空气低于0.39MPa时系统会报严重故障同时设备将执行停机动作。另外压缩空气必须要干燥、洁净，否则会造成气源处理三联件的损坏严重情形，会直接造成阀门电磁阀、气缸卡阻等故障甚至报废，有条件的请每周检查/清理一次。

3.2重要组成部分

3.2.1RTO蓄热床

采用三室蓄化床，各蓄化床内部都有陶瓷蓄热体，有助于提高蓄热炉的高热敏性，适应自动化控制和快速加热，精密控制炉温升降曲线，而且它长期使用耐温能超1200℃。它可以促进燃烧过程中产生的热量得到再次利用，用于储存热量，本陶瓷蓄热体有良好的保温热效率高，不易损坏的优点^[3]。在蓄热床的两端都会对废气进行压力和温度的监测，假如阻力超高时提供安全报警，进出管路的压力是启动燃烧程序的参考。

3.2.2阀门

RTO主切换阀（风向快速切换阀）：为直推式盖板阀门，它具有结构简单，性能稳定，不易老化和密封性能良好的诸多特点。反吹风阀及补冷风阀：采用气动阀，启闭迅速（≤2s），运行可靠。气动阀门执行机构：A、气缸为亚德客品牌，气动三联件采用优质产品，压力在0.4~0.6MPa。B、各阀门均有限位开关，用以检测阀门的实际开关是否到位，确保系统运行安全。C、每一个气动阀压缩空气入口安装一个调压阀和铜球阀。

3.3风机选用

一台废气风机配变频器来使用，为废气进入RTO提供动力，在系统启动点火前对主体设备进行预吹扫。同时，提供系统预热所必须的风量，风机入口风管上装有一套压力变送器，用于风量自动控制，RTO系统含1台助燃风机，用来给燃料气补充氧气。

3.4干式过滤箱

过滤箱作为RTO设备前道预处理过滤处理过程，是通过设置不同等级的过滤器层，除去废气中的粉尘、油污和水雾等，不同等级的过滤器层把粉尘等去除，废气变得单一，更容易被RTO处理掉。当三级过滤压差总和超限时系统报警提示需要检查、更换过滤器。

3.5系统结构

（1）PLC控制单元选用三菱FX3U系列可编程控制器，过程控制站直接面向生产过程，接受现场开关量信号，经过PLC内部处理后，输出相应的控制指令到执行机构，再由终端执行配置的到位开关反馈到PLC的CPU，对输出指令和执行动作监视，并做出对应执行器件的系统报警与数据显示。过程控制器功能强大，适应中、小型规模的过程控制，具很高的性能价格比。（2）通讯单元，包含与触摸屏、PLC从站、变频器通讯^[4]。（3）系统配电单元由一个配电柜组成，负责整个系统的送配电，包含电机的启/停执行机构、变频器、电机保护装置等设备。（4）系统人机交互单元包括触摸屏、控制柜面板按钮两个部分。

结束语：

采用RTO工艺处理化工废气，初期投给厂家的费用不太高，并且技术可以实现，结果能够满足化工区对环保的要求，运行中燃气使用量经过各种改善得到大幅度减少；处理大流量废气时，因为能够回收利用热能，使运行成本更低，平时我们只要注意设备的点检维护，即可长期稳定运行，本方案具有可行性。

参考文献：

[1]田鸣邦,李慧.油田化工废气中VOCs治理装置研究及应用[J].石油石化节能,2020,10(11):22-24+4.

[2]卢衍波,赵磊.催化氧化技术治理苯化工装置和罐区含氮挥发性有机物废气[J].化工环保,2019,39(06):660-665.

[3]耿玉国.RTO技术在丁辛醇装置化工异味治理中的应用[J].安全、健康和环境,2018,18(09):27-30.

[4]李绍宇.化工企业废气净化处理装置的设计与研究[J].当代化工研究,2017(04):67-68.