RTO燃烧炉在汽车涂装车间的应用
来源：潍坊天洁环保科技公司 阅读：9861 更新时间：2018-01-27 10:45蓄热式集中废气处理系统（RegenerativeThermalOxidizer，简称RTO)是利用陶瓷蓄热体来储存有机废气分解时产生的热量，并用陶瓷蓄热体储存的热能来加热未被处理的有机废气，从而达到很高的热效率，废气处理效率一般在95%以上，氧化温度一般在800～980℃之间。
RTO设备通常适用于以下情形：有机废气的浓度较低、较大的有机废气处理量、有机废气需要较高的氧化温度、废气含有对催化剂有毒性的物质及不需要大量回收热能。通常不适用于以下情形：有机废气流量在5000Nm3/h以下及有机废气的温度在大约300℃以上。
ROT的特点是：操作费用低、净化率高、不产生二次污染且全自动控制、操作安全简单。随着现代汽车工业环保要求的不断提升，RTO被广泛应用于汽车涂装烘干废气（VOC）处理中。
RTO工艺流程
RTO设备一般分为两室和三室。两室RTO工作流程如下：
待处理的低温废气经引风机进入蓄热室1的陶瓷蓄热体（该陶瓷蓄热体已在上一循环中“贮存”了热量），陶瓷蓄热体释放热量温度降低，有机废气受热升至较高的温度后进入氧化（燃烧）室；废气升温温度的高低取决于陶瓷蓄热体数量、废气流速以及陶瓷蓄热体几何结构。
在氧化室中燃烧器补燃，使废气升至设定的氧化温度（800℃），废气中的有机成分被分解成CO2和H2O。由于废气在蓄热室内已被预热至500℃左右，所以外加燃料消耗较少。氧化室有两个作用：一是保证废气能达到设定的氧化温度，二是保证废气有足够的停留时间，从而使其中的VOC充分氧化。
净化后的高温废气离开氧化室，进入蓄热室2（上个循环中，陶瓷蓄热体已被冷却），释放热量，温度降低后经烟囱向空排放；而蓄热室2的陶瓷蓄热体吸热，“贮存”大量的热量（用于下个循环加热废气）；一般情况下，RTO设备的排气温度比进气温度高出30～40℃。
一个循环完成后，进气与出气阀门进行一次切换，进入下一循环，废气由蓄热室2进入升温，净化后的气体由蓄热室1降温排放。如此不断地交替进行。在阀门切换过程中，净化气经清扫室反吹蓄热室中的残存废气，从而提高VOC去除率；RTO的设备净化率一般可达到95%以上。
三室RTO是由3个蓄热室组成，3个蓄热室轮流进行蓄热、放热并执行反吹清扫功能；蓄热室的热效率可达到95%以上。三室的工作原理和两室基本相同。
RTO的组成
1.RTO单元结构
两室RTO设备由2个蓄热室组成，2个蓄热室轮流进行蓄热、放热，反吹室执行清扫功能。三室RTO设备，由3个蓄热室组成，3个蓄热室轮流进行蓄热、放热，反吹室执行清扫功能。
蓄热室壳体由6mm钢板制造，外部设加强筋，壳体密封性良好。壳体内设耐火保温层，厚220mm，材料为硅酸铝耐火纤维，使RTO蓄热室壳体外表面温度小于65℃。
蓄热室设有炉栅（304L不锈钢），炉栅上布置陶瓷蓄热体即蓄热床，蓄热床上下布置陶瓷鞍，使进入蓄热床及由蓄热床进入燃烧室的气流分布均匀。蓄热床下布置陶瓷鞍为挂篮式结构，易于拆卸。
2.陶瓷蓄热体
陶瓷蓄热体一般采用进口产品，陶瓷蓄热体用于RTO设备的蓄热，其特点是比表面积大、阻力小且热容量大，耐温高可达1200℃，耐酸度99.5%，吸水率小于0.5%，压碎力大于39.2N/cm3，热胀冷缩系数小、抗裂性能好且寿命长。
3.风向切换阀
由于风向自动切换阀性能的好坏对RTO设备的运行非常关键，因此系统应采用进口优质产品；阀门要求精度高，泄漏量小（0.1%），寿命长（可达100万次，双班10年），运行可靠；阀门的开与关应采用气动方式。
4.燃烧系统
燃烧系统一般要整套进口，可适应多种工况要求，目前较流行的是采用美国Maxon或Eclipse低压头比例调节式燃烧器，此燃烧器的特点是可进行连续比例调节（调节范围约30:1）、高压点火。系统含助燃风机、高压点火变压器、比例调节阀和UV火焰探测器等。
比例调节阀根据炉膛所需的温度变化来调节其开口，节省燃料；燃料和助燃空气同步调节，稳定燃烧状态。
供燃料气管路含稳压阀，可稳定供气压力，还含有高低压保护，假如燃烧器前管路因燃料泄露等原因压力过低，低压保护启用，管路电磁阀自动切断燃料；假如燃烧器前管路稳压阀坏掉，或是堵塞管路至使压力超高，高压保护启用，管路电磁阀自动切断燃料。
点火管路也含稳压阀，以稳定供气压力。点火过程中高压打火与气路电磁阀同时动作。
UV火焰探测器时刻对燃烧器火焰进行感应，正常燃烧时，火焰信号显示，当无火焰时供燃料管路电磁阀关闭状态；燃烧火焰熄灭时，供燃料管路电磁阀自动关闭切断燃料，发挥安全保护作用。
5.阀门开启执行系统
采用气动方式，含气动三联件，起清洗过滤调节压力作用。电磁阀和气缸等与阀门配套，一般为进口产品。
6.控制系统
控制系统采用可编程控制器，可对炉膛温度进行自动监控。燃烧控制器、火焰监测器和点火器等采用原装进口产品。
燃烧系统具有点火前的预吹扫、高压点火、燃烧检测、熄火保护、超温报警和超温切断燃料供给等自动功能。
炉膛内高温传感器能反馈炉膛温度信息，改变比例控制燃烧器的供热能力，使炉膛温度稳定在800℃左右。当炉膛温度超过870℃时，系统将自动报警；超过900℃时，系统将自动切断燃料供给。
为了不影响烘道的运行状态，RTO采用负压控制，即由过滤器的压力传感器负压控制送风机变频器，来控制调节送风机风量；由炉膛的压力传感器负压控制排风机变频器，来控制调节排风机风量，统一显示在中控室PLC控制系统上，以达到送排风平衡以及更换滤网的效果。
此外，还有烟囱、风管、风机和保温结构。
结语
选择两室RTO和三室RTO的依据是涂装车间的产能规划节拍和废气风量。根据目前国内汽车厂的实际使用情况来看，净30JPH及以下的涂装产能，一般选择两室RTO设备；净30JPH以上的涂装产能，要选择三室RTO设备。按照废气风量选择：废气风量不大于30000Nm3/h的可选择两室RTO设备；废气风量大于30000Nm3/h的最好要选择三室RTO设备。
对RTO系统而言，其优化设计的目标是提高VOC去除率及热效率；影响VOC去除率的主要因素是“3T”，即：氧化温度、停留时间及混合程度；影响热效率的因素是：气流速度、蓄热介质体积和几何结构。
