24小时服务热线:

400-8838-798

技术文章

浅谈“沸石转轮+RTO”废气处理 设备阻火器堵塞的问题解决!

2020-02-26 14:48:28 东莞市中仁环保科技有限公司 阅读

针对“沸石转轮+RTO”废气处理设备在某涂装车间出现 RTO 进气口阻火器堵塞的问题,对该问题解决的过程及原理进行了详细的阐述。

案例概述:随着现代工业的蓬勃发展,人类生存环境问题日益加重,汽车涂装行业作为现代工业的重要组成部分,在大力发展行业内新兴技术的同时,也把注意力放到了节能减排的项目当中。A公司废气处理设备正式投入运行,3 个月之后,发现 RTO 异常颤动,排查发现 RTO 主风机前压差表显示为正值,表明 RTO进风量小于设计量,对主风机前管路排查发现,主风机前阻火器堵塞,现场人员及时清理后,设备运行正常。设备正常运行 1 周后,再次发生 RTO 异常颤动的现象,排查主风机前阻火器,发现其再次堵塞。通过排查 A 公司其他涂装车间,出现了不同程度的阻火器堵塞现象,严重影响了废气的排放浓度以及效率。本文针对此问题的解决过程进行详细的阐述。

沸石转轮废气处理系统介绍

沸石转轮废气处理系统主要由两部分组成:废气浓缩系统和废气焚烧处理系统。

废气浓缩主要通过沸石转轮实现,转轮为圆形结构,内部均匀填充沸石,而沸石的主要成分是多孔的骨架型硅铝酸盐,其内部分布着孔穴,具有对大小不一的分子进行选择性吸附的特性,故沸石转轮也被称为分子筛。沸石转轮在不同温度下具有不同的吸附效率,故安装转轮的风箱根据转轮的特性设置了 3 个分区:吸附区、脱附区、冷却区。涂装车间产生的废气通过汇总风道汇总后,经风管传输到转轮风箱进风口,废气在进入沸石转轮之前,设置 3 道过滤器,用于将废气中含有的杂质、颗粒去除,防止将沸石转轮堵塞。车间废气经过调温调湿及过滤后,进入转轮风箱的吸附区,大部分废气成分被转轮吸附,少量废气成分随着净化后的废气被直接排放,转轮在吸附的过程中不停地转动,吸附区吸收了大量废气成分后转动至脱附区,此时来自RTO 的高温烟气通过与部分的车间废气混合达到 250℃ 后通向脱附区,因为沸石转轮在 250 ℃ 高温的情况下吸附效率较低,在吸附区吸附的废气成分在脱附区会重新被脱附下来,随着高温烟气被输送至 RTO 里进行废气焚烧处理,焚烧产生的烟气一部分用于转轮入口废气的升温除湿,另一部分送至脱附区进行脱附。

旋转 RTO 由上至下可以分为 3 个部分:分风室、蓄热室、燃烧室。蓄热室里均匀分布着蜂窝状陶瓷蓄热体,在加热期流过格孔的高温烟气将热量传递给蜂窝陶瓷蓄热体,在冷却期,低温的废气以相反的方向流过格孔并获得热量,形成高温废气,所以陶瓷蓄热体的通过性直接影响着废气处理效率及 RTO 设备运行能耗。故旋转 RTO 在设计时考虑了蓄热陶瓷体的吹扫功能。最初的设计为在 RTO 旁边设置吹扫风机,直接采用室外新风对蓄热陶瓷进行吹扫,但设备运行时发现:

1)因为室外新风温度较低,吹入的冷风导致蓄热陶瓷及燃烧室温度降低,所以,设备运行时天然气耗量较大,增加了能源成本;

2)设备运行时,RTO 进气量与排气量均衡,当吹扫风机补入部分风量时,破坏 RTO 内部风平衡,且容易造成燃烧室内部压力增大。故设备厂家对吹扫功能进行优化,将吹扫风向进行改变,由原来的风机抽取室外新风对陶瓷蓄热体进行正吹扫改为风机抽取RTO 内部气体进行反向吹扫,将抽出来的烟气经风管引至 RTO 入口主风机之前,随着浓缩废气再次补入RTO 内部,其优点为:1)抽出的烟气随后又补入 RTO内部,没有能量损失,节省了天然气等能源;2)吹扫风机抽出的烟气随后及时补入 RTO ,形成了一个内循环,不会造成 RTO 内部压力增加,且风平衡稳定。

因此,沸石转轮废气处理设备处理废气的主要方式就是沸石转轮吸附和转轮吸附浓缩后的废气焚烧。RTO 进气口设置主风机,风机之前安装阻火器及防火风阀,用于防止 RTO 燃烧室火焰倒灌,如图 1 所示。

1582699849523257.jpg

故障原因分析

问题发生后,为了保证设备能尽快恢复使用,首先,现场人员对阻火器进行紧急清理,保证设备正常使用;其次,因为问题发生频次较高,现场人员临时制定维护保养对策,生产间歇时定期对阻火器进行清理,避免正常生产时因设备故障造成生产停线;最后,将阻火器堵塞物取样,送至第三方机构进行检验,确定堵塞物成分。同时针对问题原因展开调查,避免因该问题持续发生而增加现场人员工作量及成本负担。
根据第三方检测结果分析可知,堵塞阻火器的样品主要元素为铁和氧,两者合计约占 5 7 % ,其余部分为氯、硅、铬、镍,表明样品物质主要来源为铁锈。热重分析结果表明,样品中有机物含量约占 2 5 % 。质谱分析结果表明,样品中有机物主要为恶唑烷、硼酸三乙酯、四氯乙烯、2 - 甲基丙酸癸酯、2 - 甲基丁酸乙酯、4 - 羟丁基邻苯二甲酸甲酯。

通过排查发现,脱附管路及吹扫管路中有大量铁锈,由于脱附以及吹扫管路有一定的温差,导致部分含量高的有机物及水蒸气在管路内冷凝,导致管路生锈。

所以,阻火器上的堵塞物主要为管道中的铁锈,另一部分为脱附的冷凝物。由于阻火器由致密的金属波纹板组成,板与板之间的间隙非常小,当固体物质或脱附的气态物质遇到阻火器时,会堵塞或者凝结在阻火器上,而这些物质在管路中输送时,由于管路中的风速较大,不容易在管路中沉积。

对策及维护保养

1)风管中的铁锈采用草酸加水进行清理,处理效果达到风管中无明显锈迹。

2)喷漆废气温度低,相对湿度大,为了防止管路大面积生锈,保证废气的净化效率,转轮入口废气的相对湿度设置小于 8 0 % ,温度低于 3 5 ℃ 。RTO 底部的高温烟气管路中的高温调湿阀开度设定值由 1 0 % 改为1 5 % ,转轮入口温度传感器通过 PID 调节,确保转轮入口废气的温湿度符合要求。

3)为了降低对公司系统清洗维护及运行能耗的影响,暂时拆除 A 公司某涂装车间主风机前的阻火器,因为设计时在 RTO进气管路的前端同时安装了防火风阀,两者的目的都是为了防止RTO燃烧室火焰倒灌。阻火器拆除后,对设备运行稳定后的防火风阀进行观察,同时验证设备拆除阻火器后的设备运行情况。

4)每天开线前安排专人对防火风阀进行点检,手动验证风阀是否灵活,是否能够完全闭合。

最后结果

环境治理的问题不仅是国家的责任,也是企业的责任。“沸石转轮+ 蓄热式废气焚烧炉 RTO”是一种新型的废气处理设备,可以快速处理低浓度、大风量的有机废气,是涂装车间有机废气处理的最佳选择。新技术经过实践,不断的工艺优化和设备升级,不仅解决了我公司当前的问题,也为其在行业内的应用奠定了基础,并且完善的功能也将会在其他的现场继续横展。

来源: 北极星VOCs在线



标签:   沸石转轮 RTO