可以同时处理废气与有机废液的自由式RTO焚烧炉_图文

1、 可以同时处理废气与有机废液的自由式 RTO 焚烧炉曾光龙(深圳艾特电气有限公司,深圳,518000摘要:当前的焚烧炉,多数是专用于焚烧有机废气,或专用于焚烧垃圾,未见过可以同时进行有机 废气、废液、有机固体废弃物处理的RTO焚烧炉。含酚废水处理一直是酚醛树脂工业的老大难问题,利用 燃烧有机废气产生热量,烧掉这些有机废液与有机固体废弃物,可以达到一炉多用又更加节能目的。由于 自由式RTO焚烧炉的蜂窝陶瓷是水平摆放,焚烧炉炉膛的温度高达850-950,废水进入焚烧炉不会接触 到蜂窝陶瓷,因此它不仅适用于废气处理,而且也适用于含酚废水(包含工业废液,以及有机固体废弃物 的处理,有机物氧化分解彻底,

2、燃料消耗非常低。由于自由式RTO的结构简单,节能,造价低,维护费用 低,用途更加广泛,因此非常有推广价值。关键词:焚烧炉;RTO焚烧炉;自由式RTO焚烧炉;含酚废水处理中图分类号:TF76文献标识码:B 文 章 编 号 :2095-8412(201402-205-06The Freestyle RTO Incinerator for both Exhaust Gas and Phenolic Wastewater TreatmentGuanglong Zeng(She nzhe n AET Ele ct ric Cor p. LTD, Shenzhen, 518000Abstract: For

3、 current RTO incinerator, most of them are only applied for exhaust gas, or trash-burning separately, but no such RTO incinerator that can be applied for all exhaust gas, phenolic wastewater and organic solid trash simultaneously till now. The treatment of phenolic wastewater has been a long-standin

4、g problem of phenolic resin industrial, through the heat made by exhaust gas burning to burn phenolic wastewater and solid trash, the RTO incinerator will be multipurpose and more energy-saving . Since freestyle RTO incinerator honeycomb ceramic is placed horizontally, incinerator furnace temperatur

5、es up to 850-950 , wastewater into the incinerator will not come into contact with honeycomb ceramic, so it is not only suitable for gas processing, but will be also suitable for phenolic wastewater (including industrial waste water and organic solid trash treatment, a complete decomposition of oxid

6、ation of organics, the fuel consumption is very low. Consider the advantages of simple structure, energy-saving, low cost and maintenance, and wider applications, the freestyle RTO incinerator will be very valuable for promotion.Key words: Incinerator RTO waste incinerator; Freestyle RTO incinerator

7、; Phenolic wastewater treatment1 引言在覆铜板,绝缘板和其他有废气与废水产生的工 业生产过程,通常将生产过程产生的废气送入废气焚 烧炉将废气焚烧,再将产生热量输送给用热设备。但 对于生产过程产生的废水,如酚醛树脂合成过程产生的,对环境有很大危害的含酚废水的处理,比较常用 的方法有“生化法” , “活性污泥法” , “离子交换树脂吸 付法”等等。其做法,首先是在酚醛树脂废水中加入 催化剂(通常用盐酸,调节PH值1.0-1.5, 在95-100进 行缩聚,让废水中的游离酚和游离醛缩聚成低分子树205脂,经沉淀回收利用,大大降低酚醛树脂废水中 的酚和醛的浓度,然后再做

8、进一步处理。在实际应用中, “生化法” , “活性污泥法” , 等存在 占地比较大,或处理不容易彻底,而“离子交换树脂 吸附法”存在二次污染等问题。我们也曾经从日本购买专门用于含酚废水处理燃 烧炉,原理上,在650以上高温下,有机物被氧化 分解为水和二氧化碳,不存在二次污染问题,因此, 燃烧法应当是一种比较好的处理方法。由于燃料消耗 太大而未能投入正常使用。我们尝试过将含酚废水用喷枪雾化喷入废气焚烧 炉焚烧,以减少燃料消耗问题。但含酚废水中存在一 定量的低分子物,它会继续缩聚,分子量逐渐变大,直燃式废气焚烧炉的结构比较简单,造价比较 低。它的燃烧室和炉膛就隔一层砖墙,燃烧室和炉膛 都是空的,废

9、气在燃烧室与燃烧机喷出的火焰一起燃 烧,然后进入炉膛继续氧化燃烧。由于炉膛是空的, 废气在这里停留时间很短,大部分的废气还来不及进 一步燃烧,就被排走,因此这种焚烧炉的燃料消耗很 大。通常“一对一”(一台焚烧炉对一台上胶机耗油 量在80kg/小时左右,一年耗油量高达上千吨,增大了 生产成本。为了解决直燃式废气焚烧炉能耗太大问题,人们 研究了“蓄热式” 废气焚烧炉。当前“蓄热式” 废 气焚烧炉有双塔式RTO,三塔式RTO,单塔式RTO 等。2.2 传统的RTO废气焚烧炉结构及其优缺点 2.2.1 双塔式RTO废气焚烧炉双塔式RTO废气焚烧炉结构如图2所示 很容易堵塞喷嘴,造成废水雾化过程难以连续

10、进行。 并且,当废水喷入焚烧炉以后,炉膛温度迅速下降。 因此,喷入的水量不能太多,而且燃烧机必须一直维 持大火燃烧,燃油的消耗仍然很大。因此,采用焚烧 炉处理含酚废水方法没能继续下去。为了攻克焚烧炉在处理废气同时,也可以处理含 酚废水,我们对各种焚烧炉进行了深入解剖研究。2 传统的有机废气处理法及其优缺点 2.1 直燃式废气焚烧炉优缺点覆铜板生产第一代废气焚烧炉为直燃式废气焚烧 炉,它的结构如图1所示。图2 双塔式双燃烧室示意图双塔的两个塔也称为A炉和B炉,两个塔的结构是 相同的。下方是废气室,中部是蜂窝陶瓷, 对于双 燃烧室结构的RTO, 上方是燃烧室、上方中部是过渡 室。废气从蓄热室的下方

11、进入焚烧炉,经过蓄热室将 废气预热以后,到达燃烧室燃烧,产生的热量被送到 热交换器给上胶机加热。有部分热量从另一个蓄热室 的上方流经蜂窝陶瓷到达其下方的废气室,对蜂窝陶 瓷进行预热,再经过旁通管道排到烟囱(也可排入到图1 直燃式废气焚烧炉结构示意图 第 02期工 业 技 术 创 新 Industrial Technology Innovation206 207图 3 三塔式RTO结构示意图2.2.3 单塔式RTO废气焚烧炉为了规避双塔式RTO需要A,B两个塔气路频繁切 换所出现风险,出现了单塔式RTO焚烧炉。它的特点 就是在蜂窝陶瓷下部有一个旋转的转阀,用它来调节 废气进入燃烧室路径和对蜂窝陶

12、瓷进行预热路径。单 塔式RTO焚烧炉的结构如图4所示。图4 单塔式RTO焚烧炉结构图 这种焚烧炉的塔的结构如图5,图6,图7所示, 结 构非常复杂。单塔式RTO焚烧炉的废气室在塔的下方,蜂窝 陶瓷在中部,炉膛在上部,焚烧炉塔的结构如图5所 示,焚烧炉转阀的结构如图6所示。热交换器。为了使A、B炉的蜂窝陶瓷都得到预热, A、B炉就必须交替使用。废气经过预热的蜂窝陶瓷再 进入燃烧室。当炉膛的温度达到850-950,蜂窝陶瓷达到炙热 状态时,经过蜂窝陶瓷预热的废气进入燃烧室时,就 能够自燃,如果生产过程中产生的有机废气很充分, 则这个过程可以连续下去,因此“蓄热式”焚烧炉很 节能。双塔式RTO焚烧炉

13、的结构比较庞大,造价比较 高,并且蜂窝陶瓷很容易出现粘堵,当蜂窝陶瓷出现 粘堵时,燃料消耗马上升高,生产安全性降低。此 外,双塔式RTO废气进入A、B炉是通过气动阀切换来 完成的,A、B炉的频繁切换,增加故障风险。2.2.2 三塔式RTO废气焚烧炉由于双塔式RTO结构上存在废气进入A,B炉是通 过气动阀切换来实现的,存在一定的故障风险,于是 出现了三塔式RTO焚烧炉。它有三个炉膛。在任何时 间里,只有两台填料床处于实际工作状态,第三个炉 膛是通过新鲜空气或者是压缩空气来净化,但这种焚 烧炉目前在国内还未见有使用厂家。三塔式RTO废气 焚烧炉结构如图3所示。图5 单塔式RTO焚烧炉塔的结构示意B

14、urning chamberMediumHeat recovery (importExhaust gas enterBurning air machineExhaustHeat recovery (exportTransition valve(exportExhaust gas enter第 02期曾 光 龙 等 :可 以 同 时 处 理 废 气 与 有 机 废 液 的 自 由 式 R T O 焚 烧 炉208 图7 单塔式RTO焚烧炉蜂窝陶瓷预热过程示意图废气从炉子的下方经过已经预热了的蜂窝陶瓷进 入燃烧室燃烧,产生的热量被送到热交换器给上胶机 加热,有部分热量则从燃烧室经蜂窝陶瓷流到下方的

15、 废气室,给蜂窝陶瓷预热。为了使进入的废气与流出 的热气流分开,同时又要让蓄热室所有的蜂窝陶瓷都 能够均匀被预热。废气室被分成多个小格(如12个小 格。它通过旋转使进入的废气和流下的热量每若干 秒钟就变换一个小格,这样就使到蜂窝陶瓷被均匀加 热,废气从蜂窝陶瓷的进出如图7所示,废气进排气 流程如图8所示。Dead areaHeating areaCooling areaCeramic isolation plate Dead area图8 单塔式RTO焚烧炉进排气流程示意图2.2.4 传统的废气RTO焚烧炉主要缺陷传统的RTO焚烧炉的主要缺陷是体积庞大,这种 焚烧炉的蜂窝陶瓷通常为4层或更多,

16、每块砖的高度 300mm,总高度在1200mm以上,双塔式RTO在蜂窝 陶瓷的下方还有磁环,因此其厚度更加厚。并且它们 的蜂窝陶瓷都是直立在塔的中部,有一定安装难度。 如果要将其拆开,难度和工作量都更加大,并且每次拆卸都造成部分蜂窝陶瓷碎裂而报废。少的每次报废 几十块,多的每次报废一百多二百块,经济损失比较 大。并且,这种焚烧炉其下层蜂窝陶瓷的温度比较 低,废气中的低分子物很容易在这里沉积,造成蜂窝 陶瓷出现粘堵。蜂窝陶瓷的粘堵是RTO焚烧炉比较头 痛的一个问题。当蜂窝陶瓷出现黏堵的时候,废气流 量开始下降,使焚烧炉燃料消耗开始增加,并使上胶 机和焚烧炉的安全生产受到严重威胁。这种结构复杂,造

17、价高,安装维护费用高,蜂窝 陶瓷容易出现粘堵,不适用于含酚废水(包含工业废 液,与有机固体废弃物处理等等。为了解决这个问题,我们研究了自由式RTO废气 焚烧炉。3 自由式RTO废气焚烧炉自由式RTO废气焚烧炉是近年来开发新产品,并 申请了中国国家专利。它不仅结构简单,造价低,安装和维护简单,节能效果和使用安全性更加好优点, 并且可以对废气和工业废液同时进行处理的一种新型 RTO焚烧炉。自由式RTO焚烧炉流程如图9所示,它的外观结构 如图9所示。自由式RTO焚烧炉与传统RTO焚烧炉的能耗,造 价,功能,蜂窝陶瓷粘堵,安装维护与生产安全性比 较如表1,表2,表3,表4所示。图6 焚烧炉转阀结构示意

18、图第 02期工 业 技 术 创 新 Industrial Technology Innovation209 图9 自由式RTO焚烧炉流程图图9 自由式RTO焚烧炉外观结构图表1 传统RTO焚烧炉与自由式RTO焚烧炉能耗比序号 项目 传统RTO 自由式RTO 1炉膛温度 850-1000 850-1000 2能耗 燃料消耗接近0燃料消耗接近03耗电耗电很大耗电比较小自由式RTO焚烧炉跟单塔式和双塔式RTO焚烧炉 一样,炉膛温度高达850-950,蜂窝陶瓷被烧得炙 热,炙热的蜂窝陶瓷在燃烧机不点火情况下也能够使 废气燃烧。如果生产过程中上胶机产生的有机废气比较充 分,则这个过程可以连续下去,因此非

19、常节能,可以 达到零耗油的目标。表2 传统RTO焚烧炉与自由式RTO焚烧炉造价比较序号 项目 传统RTO 自由式RTO1焚烧炉体积 庞 大 , 高 度 达 4.5米左右 体积小,高度2米左右 2蜂 窝 陶 瓷 布置 蜂窝陶瓷在塔的 中部,结构非常 复杂蜂窝陶瓷摆放在 炉膛底座上,结 构很简单 3造价昂贵造价低,只有传 统RTO一半左右由于自由式RTO焚烧炉除了结构简单,所以造价低之外,其炉膛结构可以依待处理物性质与待处理的 量自由调整,所以称为自由式RTO。表3 传统RTO焚烧炉与自由式RTO焚烧炉功能比较序号项目传统RTO自由式RTO1废 气 与 废 水处理只能处理废气, 不能处理废水与 有

20、机固体废弃物 可 以 同 时 进 行废 气 与 废 水 (包 括 工 业 废 液 处 理 与 有机固体废弃物由于自由式RTO焚烧炉的燃烧室与炉膛的温度高 达850-950,送入炉膛含有游离酚、游离醛等有机物 的废水(包含工业废液与有机固体废弃物,被彻底 氧化分解为水和二氧化碳,完全符合环保要求。 由于 有机废液与有机固体废弃物都具有燃烧热值,因此自 由式RTO焚烧炉不仅适合于有机废气处理,也适合于第 02期曾 光 龙 等 :可 以 同 时 处 理 废 气 与 有 机 废 液 的 自 由 式 R T O 焚 烧 炉工 业 技 术 创 新 Industrial Technology Innovation 第02期 含酚废水与有机固体废弃物的处理，并且更加节 能。 只要使进入的废水量保持在一个合适量，就可以 只依靠进入焚烧炉的废气燃烧或只提供少量燃料协助 燃烧，来保持炉膛和蜂窝陶瓷的温度，就可以使焚烧 炉生产继续下去。因此，自由式RTO焚烧炉可以同时 处理废气与含酚废水，并且也非常节能。 表4 蜂窝陶瓷粘堵比较 作者简介： 曾光龙，高级工程师，1967年毕业于中 山大学化学系高分子专业 , 现任广东省 江门市恒昇电子科技有限公司总经理。 经过十几年深入