1 方案概述

 

1.1RTO原理簡介

 

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer,蓄熱室氧化器）主要包括蓄熱室、氧化室、風機等，它通過蓄熱室吸收廢氣氧化時的熱量，并用這些熱量來預熱新進入裝置的廢氣，從而有效降低廢氣處理后的熱量排放，同時節約了廢氣氧化升溫時的熱量損耗，使廢氣在高溫氧化過程中保持著較高的熱效率（熱效率95%左右），其設備安全可靠，操作簡單，維護方便，運行費用低，VOCs去除率高。

 

RTO的工作原理是：有機廢氣首先經過蓄熱室預熱，然后加入氧化室，加熱升溫到800℃左右，使廢氣中的VOCs氧化分解成CO2和H2O；氧化后的高熱氣體再通過另一個蓄熱室與蓄熱室中的蓄熱陶瓷填料進行熱處理交換，高熱氣體經熱量回收后再排出RTO系統。這個過程不斷循環交替進行，每一個蓄熱室都是在輸入廢氣與排出處理過的氣體的模式間交替轉換。切換時間根據實際情況可以調整。

 

1.2適用范圍

 

提供并安裝一套流延生產線生產含甲苯、乙醇溶劑廢氣凈化處理系統裝置，用于流延生產線產生的含甲苯、乙醇溶劑尾氣的清潔生產改建。

 

1.3實施效果

 

能將流延生產線排放的含溶劑尾氣進行答辯處理排放。

 

1.4工程投資

 

裝置投資為：人民幣貳佰貳拾叁萬整（¥223萬元）

 

配套建設投資為：人民幣壹拾伍萬元整（¥15萬元），其中風管由甲方風管排口接到裝置投資約5萬元（安裝置擺放在生產車間旁邊地面預算），設備地坪基礎施工建設費用投資約5萬元（不含地面舊建筑的拆建），電纜敷設（按電纜長度100m預算）及吊裝等其它費用約5萬元。

 

合計總投資為：人民幣貳佰叁拾捌萬元整（¥236萬元）

 

1.5方案特點

 

1.5.1高效

 

采用3室RTO燃燒凈化工藝，系統處理效率≥98%。

 

1.5.2節能

 

熱回收效率≥93%，進氣VOC濃度達到約3g/m3時，設備運行中則無需補充燃氣消耗產生的熱量。

 

1.5.3高安全性

 

系統化的防爆設計及安全節點監控，確保設備安全運行。

 

1.5.4高可靠性

 

國際先進RTO技術工藝設計，通過溫度偵測控制系統調整其安全溫度（濃度異常過高時溫度曲線異常提高，通過熱旁系統保護），并在低于有機物濃度爆炸極限下限值得25%以下設計氧化分解VOC，裝置運行穩定可靠。

 

2設計依據

 

2.1依據標準

 

（1）《低壓配電設計規范》GB50054-2011

 

（2）《爆炸危險環境電力裝置設計規范》GB50058-2014

 

（3）《電力工程電纜設計規范》GB50207-2007

 

（4）《供配電系設計規范》GB50052-2009

 

（5）《通用用電設備配電設計規范》GB50053-2011

 

（6）《中華人民共和國環境保護法》（1989年）

 

（7）《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB12348-2008III類）

 

（8）《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996

 

（9）《建筑設計防火規范》GB50016-2006

 

2.2用戶數據

 

工況1

 

流量：20,000m3/hr

 

入口溫度：30~60℃

 

入口壓力：100~200pa

 

入口含氧量：~5%（有組織排放和無組織排放的綜合含氧量）

 

工藝尾氣成分：甲苯越0.62噸/天，乙醇約0.47噸/天，87%揮發

 

濃度：2.27g/m3

 

3工藝流程

 

3.1工藝流程圖

 

3.2工藝流程說明

 

蓄熱式電力氧化爐（RTO）是一個復雜、高效和安全的氧化燃燒換熱系統，旨在通過氧化去除廢氣中的揮發性有機物。RTO的基本操作原理是，含溶劑的廢氣通過吸收陶瓷塊中的熱量，使氣流的溫度升高至約為820~850℃的氧化溫度，將揮發性有機物（VOC）分解為二氧化碳和水蒸氣，在排入大氣前通過另一個陶瓷塊回收氣流的大部分熱量。

 

在VOC的濃度達到RTO自熱運行要求時，可通過吸收其氧化時發生的熱能（回收率≥93%），然后釋放于后面進入的VOC上。通過各腔室閥門管路的切換實現熱能循環，實現不需要燃料的VOC高效處理。其處理效率可達到≥98%。

 

RTO設計有三個燃燒室，燃燒室內安裝有陶瓷換熱器。系統在啟動時會首先進入使用新鮮風的升溫熱爐模式，需用消耗燃料（本方案以柴油為燃料來考慮相應設計和報價）提供熱量。只有當燃燒室內的溫度達到自持模式的設定溫度時，廢氣才會進入系統進行處理。系統由PLC程序控制，在裝置具備運行條件的情況下，很方便開機操控。

 

4系統裝置

 

4.1系統構成

 

系統由以下幾個子系統構成：

 

4.1.1集氣、抽風系統

 

集氣系統的設計充分利用廢棄初始動能，選用防爆風機，加裝變頻器，用于對主風機進行變頻控制，既控制風機平穩啟動，降低起動電流，同時在運行中還運用微負壓匹配方式，根據流延線生產的特殊工況要求，通過PLC自動調整頻率對通風系統的風壓和風量進行調節，可滿足生產線排風壓力波動以及生產線滿開和部分開工的需求，做到風機的電能按照生產線開工情況匹配使用。

 

配置應急放空系統，用于緊急情況下廢氣去備用處理系統。

 

4.1.2蓄熱式氧化爐系統

 

采用三塔結構的蓄熱式氧化爐，廢氣在爐膛內的燃燒時間在1.5~2秒。上下室體構造材料采用4~5mm厚度鋼板，提升閥閥門板材料采用304不銹鋼，氧化爐正常設定工作溫度為820~850℃，最高耐溫1200℃。陶瓷蓄熱塊支承采用雙相鋼材料，陶瓷蓄熱體采用蜂窩型高效蓄熱體。

 

蓄熱陶瓷特點：材質多樣，可根據各戶和使用環境的不同，選用不同材質和規格的產品。孔壁薄、容量大蓄熱量大，占用空間小。孔壁光滑、背壓小。使用壽命長，不易渣蝕、粘蝕和高溫變形。產品質量規格高，安裝時，蓄熱體之間排放整齊，錯位小。具有低熱膨脹性、比熱容大、比表面積大、壓降小、熱阻小、導熱性能好、耐熱沖擊好等特性。

 

4.1.3燃燒器系統

 

燃燒器選擇美國北美燃油燃燒器，型號6514-8-B，配備2臺燃燒器，燃燒器最大功率1500kw。燃燒液體粘度低于100SSU（或者22CSt）。燃燒系統中的關鍵部件如安全關斷閥、電磁閥、高低壓開關選用FM認證品牌，雙安全關斷閥，單獨的火焰控制器和火焰探測器。助燃風機入口裝有過濾網，風機噪音保證距RTO裝置1m處小于等于85分貝。

 

4.1.4控制系統

 

控制系統采用西門子PLC程序控制，對設備進行全自動監測與控制。控制面板安裝西門子觸摸屏，系統中畫面可隨時監控RTO裝置的主要運行狀態。選用NEMA 4X的控制柜。加裝ABB變頻器，根據工況平穩運行風機，降低啟動電流，有效節能降耗，降低運行費用。

 

4.2系統裝置操作與維護

 

裝置自動化程序度高，可實現簡易操作。

 

需要停機時，只需按停止按鈕，系統按程序完成規定操作后自動停機。

 

RTO設備每年只需要對儀表和燃燒器做2次檢修，2~3天即可。一般不需要做大的維護。

 

每7年做一次蓄熱磚維護。更換掉部分的蓄熱磚。施工時間3~4周。

 

5 RTO安全運行的措施

 

5.1氧化室內裝有火焰檢知器：火焰檢知器與長明火燃燒器連鎖控制，當火焰檢知器測不到火焰時，廢氣進氣閥關閉，出氣閥門及旁通閥門打開。

 

5.2氧化室內設有長明火燃燒器、保持氧化室內任何時候都有明火不會由于氣體濃度的變化引起爆燃。

 

5.3氧化室上部設有防爆口，以防止煙氣爆燃對爐體的損壞，起到瞬間泄壓作用。

 

5.4RTO系統設有旁通煙道，當系統處于正常運行時，廢氣從旁通煙道進入旁邊環保處理裝置。

 

5.5廢氣進RTO裝置前廢氣管道裝有阻火器，不會因回火發生爆炸。

6.2主要設備清單

表格1主要設備清單

 

6.3裝置報價不包含的范圍

裝在報價不含界區外甲方需配套建設的相關施工費用，不包含界區內安裝設備要實施的搬遷改造費用，不包含柴油收儲系統和供應管道的建設費用。

6.4相關設備部件重要供應商

 

 

 

7 甲方需提供的公用工程條件與燃料消耗

表格2 公用工程條件

 

 

燃料消耗情況情況如下表：

表格3 燃料消耗量表

 

8 運行費用估算

正常運行下，基于風量20000m3/h，按甲苯約0.62噸/天，乙醇約0.74噸/天,87%揮發，尾氣濃度平均約2.27g/m3，需要消耗柴油4.3kg/h，柴油單價按6.3元/kg（參照肇慶柴油價格），則日運行燃料費用：

4.3kg/h×6.3yuan /kg×24h=650.2元，年工作日按300天計，年燃料費用為：

650.2×300=195060元≈19.5萬元

注：如燃料采用單價為4.8元/Nm3的天然氣（熱值按8600Kcal/Nm3）,則年燃料費用為18.1萬元

年電費（電價按0.8元/kwh）:

61Kw/h（實際運行）×0.8元/kwh×24h/天×300天=351360≈35.1萬元

合計年運行費用約：19.5萬元+35.1萬元=54.6萬元。（采用天然氣做燃料相應為53.2萬元）

注：實際的運行費用取決于廢氣中有機溶劑的含量，當廢氣中的有機物濃度接近3g/m3時，則基本不需要消耗燃料，只消耗電費！

9 工程進度及服務

9.1工程實施周期

項目實施周期約為24周。

工程合同協議簽訂后16周，即可將設備抵達工程安裝現場。4~5周后可安裝完成，系統開車調試時間約3周。

9.2資料移交

工程試車完工后，將提供如下資料：

（1）《裝置使用說明書及操作規程》

（2）《設備布置圖》

（3）《控制原理圖》

（4）《儀表型號、規格、產地及合格證書》

9.3培訓服務

售前可根據客戶需求對客戶進行項目的相關咨詢和培訓服務。

售后由專門培訓工程師在設備交付前抵達設備現場，對相關維護、操作、管理人員進行培訓，培訓內容包括但不限于：

（1）    系統的工作原理

（2）    裝置操作規程

（3）    設備維護

（4）    緊急情況處理

（5）    現場安全管理

9.4售后服務

為了解除用戶的后顧之憂，公司設置專職的售后服務機構。工程交付后1年質保期內保修。

工程質保期滿后每隔半年將委派售后服務工程師對設備進行系統巡檢，并向使用方以文件形式提供一份檢測報告。