蓄熱式熱力焚燒爐（RTO）工作原理及主要性能指標

隨著我國（guó）文化和經濟的快速發展，人們對生活（huó）質量要求逐漸提高，環保意識逐漸加強，對生活環境要求日益提高。

工業（yè）有機廢氣是當今大氣汙染的一種主要成因之一，近幾年國家（jiā）對環境治理的力（lì）度日（rì）益加大，對有機廢氣排放標準也越來越高。

高標準政策下，對有機廢氣處理設備的技術性能要求有了大幅度提高，本文通過對各種蓄熱（rè）式熱力焚燒爐（RTO）的工作原理及主要性能指標介紹（shào），對蓄熱（rè）式熱力焚燒爐（RTO）的應用發展（zhǎn）前景做出探討和分析。

1、蓄熱式熱力焚燒爐的工作原理 

蓄熱（rè）式熱（rè）力焚燒爐（RTO），是一種高效的有機廢氣處理設備，其工作原理是，把有機廢氣加熱到760攝氏度以上（shàng），使廢氣中的揮發性有機物（VOCs）氧化分解為二氧化碳和水。

氧化過程產生的熱量存儲在特製的陶瓷蓄熱體，使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內儲存的熱（rè）量用於預熱後續進入的有機（jī）廢氣，該過程為陶瓷蓄熱（rè）體的（de）“放（fàng）熱”過程，從而節省廢氣升溫過程的燃料消耗。

2、RTO在國內的技術發展曆程 

2.1第（dì）一代RTO

第一代RTO是兩床式結構，由兩個陶瓷蓄熱體填料床組成，以最簡單的一進一出過（guò）程完（wán）成“蓄熱”和（hé）“放熱”過程（chéng）的切換。

RTO設（shè）備的分解效率主要由反應溫度、停（tíng）留時間、氣體流速等因素決定。兩床式RTO有2個蓄熱室，工作時2個蓄熱室（shì）大約1min-2min切換一次狀態（tài）（進口-出口），風門在切換過程中大約有0.3s-0.6s的時（shí）間直接將高濃度的廢氣排到排放口，且當前進氣蓄熱室底部殘留的未分解廢（fèi）氣也被直接排出。

大量工（gōng）程應用表明：兩床式RTO的VOCs的最大分解效（xiào）率為95%，最大綜合熱效率為90%，進出口（kǒu）溫差高達45攝氏度。在閥切換（huàn）時，廢氣管道內的（de）壓力（lì）波動範圍為（wéi）±500pa，當兩床式RTO進氣口VOCs濃度大於1g/m3時，出口濃度會超過北京和上海的地方排放標準（50mg/m³）。

2.2第二（èr）代RTO

第二代RTO同樣（yàng）是（shì）采用閥門切換式，由三個或多個陶瓷（cí）填充床（chuáng）組成, 在第一（yī）代RTO的基礎上增加了“吹掃”功能，大大的提高了廢氣分解效率。

以三床式RTO為例：

階段一：廢（fèi）氣通過蓄熱床A被預熱，然後進入燃燒（shāo）室燃燒，蓄熱床C中殘留未處理廢氣被淨化後的氣體反吹回（huí）燃（rán）燒室進（jìn）行焚燒處理（吹掃功能），分解後的廢氣經過蓄熱（rè）床B排出，同時（shí）蓄熱床B被（bèi）加熱。

階段二：廢氣（qì）通過蓄熱（rè）床B被（bèi）預熱，然後進入（rù）燃燒室燃燒，蓄熱床A中殘留未（wèi）處理廢氣被淨化後的氣體（tǐ）反吹（chuī）回燃燒室進行焚燒處理，分解後廢氣經過蓄熱床C排出，同時蓄熱床C被加熱。

階段三（sān）：廢氣通過蓄熱床C被預熱（rè），然後（hòu）進人燃燒室燃燒，蓄（xù）熱床B中殘留未處理廢氣被淨化後的氣體反吹回燃燒室進行（háng）焚燒處（chù）理分解後（hòu）廢氣經過蓄熱床A排出，同（tóng）時蓄熱床（chuáng）A被加熱。

如此周期（qī）性運行，廢氣（qì）在燃燒室內（nèi）氧化分（fèn）解，燃燒室內溫度維（wéi）持在設定溫度（一般為800-850攝氏（shì）度）。當RTO進氣口的廢（fèi）氣濃度達到一定值時，VOCs氧（yǎng）化釋放（fàng）的熱量能夠維持RTO蓄熱和放熱的能量儲備，則此時RTO不需（xū）要使用燃料就能夠維持燃燒室內的溫度。

大量工程應用表明：三床式（shì）RTO的VOCs的最高分解效率可達99%，最大綜合熱效率可達95%，進出口溫（wēn）差（chà）在40攝氏度（dù）左右，在閥切換時，廢氣管道內的壓力波動在±250pa。三床式RTO的VOCs處理濃度（dù）不能（néng）超過（guò）5g/m3，不然（rán）會超過（guò）北京和上海的（de）地方排放標準。另外由於其比表麵積較大所以自（zì）身運（yùn）行散熱（rè）量較大，降低了可供回（huí）用的（de）餘熱量。

2.3 第三代RTO

第三代RTO采用旋轉式分流導向，在爐（lú）膛內設置多個等（děng）份的陶瓷填料床，通過旋轉換向閥的轉動把有機廢（fèi）氣導向各（gè）個蓄熱床進行預熱和氧化（huà）分解。

旋轉式RTO主要由燃燒室、陶瓷填料床和旋轉閥等組成。爐體分成12個陶瓷填料床，其功能分為5個進氣室（預熱區（qū））、5個（gè）出氣室（冷卻區）、1個吹掃室和1個隔離室。廢氣分配閥由電機帶動，作連續、勻速轉動，在分配（pèi）閥的作用下，廢氣緩慢在12個室之間依次通過。

廢（fèi）氣經進（jìn）氣分（fèn）配器進入預熱區，使廢氣預熱（rè）到一定溫（wēn）度後進入頂部的（de）燃（rán）燒室，並完全氧（yǎng）化分解。淨化後的高溫氣體離（lí）開（kāi）燃燒室，進入冷卻區，將熱量傳給陶瓷蓄熱體，而（ér）氣體被冷卻，並通過氣體分配器排出。冷卻區的陶瓷蓄熱體（tǐ）吸熱，“儲存（cún）”大量的熱量（用（yòng）於下個循環加熱廢氣）。

如此不斷地交替進行，廢氣在燃燒室內氧（yǎng）化分（fèn）解，當廢氣中VOCs濃度超過一定值，氧化分（fèn）解釋放熱量足以維持燃燒室的反應溫度時，則不（bú）需要用燃料進行加熱，最大限度的（de）保證能量循環利用。

大量工程應用表明：旋轉式RTO的VOCs的最高分解效率可達99.5%，熱效率可達97%，其進出口溫（wēn）差20攝氏度左右，最大限度的降低了RTO運行中的熱損失，保證（zhèng）了熱能的二次回收（shōu）利用。

旋（xuán）轉閥的平穩連續轉動，對廢氣管道的（de）壓（yā）力影（yǐng）響僅為（wéi）±25pa，對於生產光學材料的廠家來說極其重要。由於具有很高（gāo）的分解效率，旋轉式RTO的VOCs入口廢氣濃（nóng）度可高達10g/m3。

2.4 不同類型RTO性能對比

以30000m3/h為參考，各類RTO的性能情況表

從以上表格可以看出，在保證VOCs達標排放的前提下，旋轉式RTO的基本性能都優於三床式RTO。

3、結語 

自2016年北京《大氣汙染物綜（zōng）合排（pái）放（fàng）標準》（DB11/501-2017）的頒布實施後，北京率先實施地標50mg/m3的排放標準，目前已有19個省份陸續執（zhí）行50mg/m3標準。

世界主要發達國家VOCs廢氣排放標準，美國是180mg/m3，歐盟是150mg/m3，日本是300mg/m3，中（zhōng）國國標是120mg/m3；全世界（jiè）RTO設備製造商2016年起（qǐ）才開始研發（fā）生產高標準要求的RTO，高標準RTO最長運行時間隻有2.5年。國（guó）內外高排放標準的RTO技術研發基本站在了同一起跑線上。

綜上，為了滿足環境治理的達標排放以及（jí）控製企業投資（zī）成本的高（gāo）要求，提高設備運行效益，減排降耗，蓄熱式（shì）熱力焚燒爐（RTO）也在不斷（duàn）的技術改進。

隨著國家環保及企業對廢氣處理設備的要求逐漸提高，兩床式RTO已（yǐ）逐漸被淘汰。三床（chuáng）式RTO較早進入我（wǒ）國市場，所以目前市（shì）場占有比例（lì）較大。由於旋轉式RTO的綜合性能要比三床式RTO更（gèng）好，所以考（kǎo）慮到環保要求和成（chéng）本（běn）控製，旋轉式RTO正（zhèng）在擴大市場占有（yǒu）率。

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