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RTO蓄热式焚烧装置
1 概述
RTO型蓄热式热力燃烧炉是一种处理中低浓度挥发有机气体的高效节能环保装置；该装置主要利用高效蓄热材料，通过废气气流的程序切换，将燃烧废气的废热贮存在蓄热材料中，用于下一阶段进入的废气预热，提高废气进气温度，回收废热，进出口废气平均温差30～50 ℃，废热回收效率可达95%以上，运行能耗较低。
应用范围：注塑机行业、喷涂行业、制鞋行业、电子行业、印刷行业等。
2 设备工作原理
RTO燃烧炉原理图如下：
蓄热式高温净化设备—RTO的工作原理：把有机废气加热升温至750～800℃左右，使废气中的VOC氧化分解,成为无害的CO2和H2O；氧化时的高温气体的热量被蓄热体“贮存”起来，用于预热新进入的有机废气，从而节省升温所需要的燃料消耗，降低运行成本。
待处理有机废气经引风机进入蓄热室1的陶瓷介质层（该陶瓷介质“贮存”了上一循环的热量），陶瓷释放热量，温度降低，而有机废气吸收热量，温度升高，废气离开蓄热室后以较高的温度进入氧化室，此时废气温度的高低取决于陶瓷体体积、废气流速和陶瓷体的几何结构。
在氧化室中，有机废气再由燃烧器助燃，加热升温至设定的氧化温度。使其中的有机物被分解成二氧化碳和水。由于废气已在蓄热室内预热，燃烧器的燃料用量大为减少。氧化室有两个作用：一是保证废气能达到设定的氧化温度，二是保证有足够的停留时间使废气中的VOC充分氧化，本工程设计停留时间大于1.0秒。
废气流经蓄热室A升温后进入氧化室焚烧，成为净化的高温气体后离开氧化室，进入蓄热室B（在前面的循环中已被冷却），释放热量，降温后排出，而蓄热室B吸收大量热量后升温（用于下一个循环加热废气）。处理后气体离开蓄热室B，经引风机排入大气。
循环完成后，进气与出气阀门进行一次切换，进入下一个循环，废气由蓄热室B进入，蓄热室A排出。在切换之前，已被净化的气体经反吹室清扫蓄热室A吹扫残留在管路及室内有机物。这样可使废气的净化率更高，可达到96%以上。如此交替。
在废气源进口管路上，设置一只三通，各安装一只气动阀门，处理设备停机或出现故障时，直排阀门为常开状态。工作时，由生产现场或总控室发出指令，起动净化设备，并关闭直排阀，打开进气口阀门。
处理装置上设定温度检测元件、风机风压检测、炉膛压力控制等装置，保证设备正常安全运行。
3 蓄热式焚烧系统流程
开车阶段
废气进口阀门和反吹阀门都关闭，依次打开烟气排放阀门，燃烧器自动点火，将三个蓄热室分别逐个加热到运行状态。
正常运行阶段
废气首先进入蓄热室A预热到750℃左右，预热后的废气进入燃烧室燃烧，在助燃燃料的作用下，废气中所含有机物充分分解燃烧，使燃烧温度维持在800℃左右，产生的烟气进入蓄热室C放热。放热后的烟气由排烟管路经烟囱排放到大气中去。通过反吹风机抽取部分烟气到蓄热室 B 进行吹扫，排除蓄热室B中残留废气。切换时间到达后，通过自动控制装置，打开蓄热室B的排烟气阀门，同时关闭蓄热室 A的废气进口阀门，打开蓄热室 A 的废气 吹扫阀门，一定时间后关闭蓄热室A的废气吹扫阀门。
一个运行周期内，各阀门状态如下表：
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蓄热室 |
A |
B |
C |
A |
B |
C |
A |
B |
C |
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废气进口阀门 |
开 |
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开 |
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开 |
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烟气出口阀门 |
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开 |
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开 |
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开 |
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废气吹扫阀门 |
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开 |
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开 |
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开 |
A：蓄热室 A B：蓄热室 B C：蓄热室 C
RTO（Regenerative Thermal Oxidizer,简称RTO），再生热氧化分解器，又称蓄热式焚烧器。该技术自外国引进，在消化吸收的基础上经过我公司科创人员的多次改进，使该技术更加完善。其基本原理是在高温下（≥750℃）将有机废气氧化生成CO2和H2O，从而净化废气，并回收分解时所释出的热量，以达到环保节能的双重目的，是一种用于处理中高浓度挥发性有机废气的节能型环保装置。
RTO主体结构由燃烧室、陶瓷填料床和切换阀等组成。该装置中的蓄热式陶瓷填充床换热器可使热能得到最大限度的回收，热回收率大于95%，处理VOC时不用或使用很少的燃料。若处理低浓度废气，可选装浓缩装置，以降低燃烧消耗。操作费用低，超低燃料费。有机废气浓度在2000PPM以上时，RTO装置基本不需添加辅助燃料。净化率高，净化率一般在98%以上。可实现全自动化控制，操作简单，运行稳定，安全可靠性高。不存在因压力变化产生的脉冲现象。
蓄热室内温度均匀分级增加，加强了炉内传热，换热效果更佳，炉膛容积小，降低了设备的造价。采用分级燃烧技术，延缓状燃烧下释出热能；炉内升温匀，烧损低，加热效果好，不存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区，抑制了热力型氮氧化物（NOX）的生成，无二次污染。废气进口设置惰性氧化铝瓷球，对蓄热陶瓷起到保护、缓冲、过滤的作用，延长蓄热陶瓷的使用寿命。
当业主方停产时，RTO蓄热室燃烧系统通过PLC控制系统将进出阀门关闭，RTO系统进行自保温状态，通过PLC控制燃烧系统将RTO自身温度控制在750度左右。
4 设备结构说明
（1）氧化室
氧化室的作用是将蓄热室处理的废气进一步彻底氧化分解，使氧化温度为800℃左右。氧化室为整个室体内温度最高的部位，用于废气加温、氧化分解。壳体材质为碳钢板，外表面设加强筋，内衬耐火保温层；壳体良好密封，设检查门、温度检测、压力检测。炉体的外表温度为≤环境温度+30℃。
（2）蓄热室
蓄热室的作用是将烟气的大部分热量由蓄热材料存储起来，用于预热废气，使废气进入热氧化室前提前氧化分解，同时可以节约燃料。
蓄热室由三个蓄热室组成，分别轮流进行蓄热、放热、反吹三个过程。炉蓖支撑陶瓷蓄热体及鞍环陶瓷，下部用多孔均风板吊住鞍环陶瓷，炉体材料碳钢，炉蓖支撑材料为碳钢。炉体的外表温度≤环境温度+25℃。
（3）炉体内保温
炉体氧化室及蓄热室内保温采用耐火硅酸铝纤维，耐热≥1200℃，容重200kg/m³，氧化室及蓄热室高温区厚250mm，蓄热室低温区厚200mm。内保温共三层，其中含两层硅酸铝纤维毡及一层硅酸铝纤维模块。硅酸铝纤维模块内设置耐热钢骨架，用锚固件固定在炉体壳体上。耐火硅酸铝纤维外表面涂敷耐高温抹面。
炉体设有泄压装置，用于高温进排了部份能量。
炉体底部留有集液盘，用于收集冷凝水。
（4）陶瓷蓄热体及矩鞍环
蓄热陶瓷功能：
- 降低废气热损失，最大限度提高燃料的利用率，降低单位能耗。
- 提供理论氧化温度。改善氧化条件，满足焚烧系统高温的要求，扩大低值燃值燃料的应用范围，提供燃料热值的利用率。
- 降低热工设备单位产品的废气排放量及有害气体的排放量，减少大气污染，改善环境。
蓄热陶瓷特点：
- 材质多样，可根据业主和使用环境的不同，选用不同的材质和规格产品。
- 孔壁大、容量大、蓄热能量大，占用空间小。
- 孔壁光滑，背压小。
- 使用寿命长、不易渣蚀，粘蚀和高温变形。
- 产品质量规格高，安装时，蓄热体之间排列整齐，错位小。
- 具有低热膨胀性，比热容大，比表面积大，压降小，热阻小，导热性能好、耐热冲击好等特征。
针对多年的客户应用经验针对性的采用该介质，可以在实现系统蓄热性能（热回收性能）最大化的同时，尽可能减少蓄热床的压降。可采用马鞍环形式及陶瓷蜂窝形式。
型式:蜂巢式；耐温>1260℃；热交换效率额定风量下≥95%。
（5）阀门
● 主切换阀（风向快速切换阀）：由于风向快速切换阀性能的好坏对RTO 设备的运行非常关键，因此系统中风向切换阀全部采用优质品牌阀门。选用的切换阀精度高，泄漏量小（≤1%），寿命长（可达100 万次），启闭迅速（1s），运行可靠。阀本体材质均为碳钢。
● 辅助风门：采用气动阀，泄漏量小（≤1%），启闭迅速（≤1s），运行可靠。
● 气动阀门执行机构
A、执行机构包括气缸电磁阀等，采用气动方式，气缸电磁阀、气动三联件等均为进口品牌。气动执行机构压缩空气压力为0.4～0.6MPa，摆动角度为90°，扭矩120NM。
B、气动阀均有阀位信号反馈。
（6）燃烧系统
● 燃烧器
采用优质品牌燃烧器，低压头比例调节式燃油燃气燃烧器。能实现连续比例调节，燃料为柴油或天燃气，高压点火，可适应多种情况。系统含助燃风机、高压点火变压器、比例调节阀、火焰探测器等。比例调节阀能根据炉膛所需的温度变化来调节其开度，节省燃料；燃料和助燃空气同步变化，稳定燃烧。
火焰探测器时刻对燃烧器端口火焰进行感应，火焰安全继电器通过火焰探测器监测燃烧器火焰状况。火焰探测器采集火焰信号并显示在继电器模块上，燃烧火焰熄灭时，火焰探测器没有信号传递给火焰安全继电器，燃料管路电磁阀自动关闭切断燃料，保证燃烧器的安全。
● 燃烧控制系统
燃烧控制系统示意图
燃烧控制系统包括燃烧控制器、火焰检测器、高压点火器及相应的阀门组件。炉膛内高温传感器能反馈炉膛温度信息，控制燃烧器的供热能力，燃烧系统带有点火前的预吹扫、高压点火、熄火保护、超温报警和超温切断燃料供给等功能。燃烧室炉膛温度稳定在750℃左右，当炉膛温度超过825℃时，系统自动报警，超过870℃时，系统自动切断燃料供给，超过900℃时，超温保护器动作，也起到自动切断燃料供给作用，由过滤器压力传感器负压值信号控制送风机变频器，从而来控制调节送风风机风量。
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，起安全保护作用。
