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RTO废气处理

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直燃式废气焚烧炉
  通常,废气焚烧炉是以柴油、重油或天然气为燃料。送入焚烧炉的废气在上述燃料的火焰中燃烧、氧化分解。
  早期废气焚烧炉主要任务就是把有机废气烧掉,很少考虑热量回收,所以那种焚烧炉被称为直燃式废气焚烧炉,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。直燃式废气焚烧炉的结构示意图见图1。
  虽然人们也一直在寻找直燃式废气焚烧炉节能方法,如让废气进入炉膛时采用乱流的形式,并采用迷宫式或延长炉膛长度,在炉膛中放入一些砖等方法,来延长废气在炉膛中的停留时间,以使废气更加充分的燃烧。同时让废气先预热,然后再进入炉膛。经过预热的废气温度提高了以后,在炉膛中燃烧需要热量相应较低,以此来降低燃料消耗。但当燃烧机熄火时,炉膛的温度下降很快,燃烧机**重新点火,所以这种结构焚烧炉的能耗很高。
  由于对直燃式废气焚烧炉所采取的种种改进效果都有限,所以出现了下面的“蓄热式RTO” 废气焚烧炉。
  二、“蓄热式”RTO 废气焚烧炉
 
 一台生产速度为18m/分的立式上胶机,在稳定每小时产生溶剂量达100kg左右。FR-4覆铜板生产主要溶剂为DMF和丙酮,有机溶剂具有很高的热值,如每公斤丙酮的热值高达6000多大卡。如果能够将这些溶剂全部都利用起来,让它在焚烧炉里充分燃烧,那么100kg溶剂可以产生60万大卡/小时的热量。一台立式上胶机在稳定生产时需要的热量也在60万大卡/小时左右。因此,如果上胶机产生废气能够充分燃烧,则焚烧炉可以不需要其他燃料,或补充少量燃料就可以维持正常生产。于是,出现了“蓄热式” RTO废气焚烧炉。
  所谓“蓄热式”就是把焚烧炉燃烧过程产生的热量蓄存在蓄热材料中。当前比较常用的蓄热材料是“蜂窝陶瓷”,它具有很多的小孔(也称为多孔砖),形成“蜂窝群”。当这些“蜂窝群”蓄聚大量的热量到达织热状态时,即使燃烧机不点火,织热的蜂窝陶瓷也能把有机废气燃烧起来。因此,“蓄热式” 废气焚烧炉就特别省能源。
  “蓄热式” 废气焚烧炉有双塔式RTO和单塔式RRTO(旋转式也称RRTO)。这两种炉子的结构都很庞大,价格昂贵,炉膛结构固定,蜂窝陶瓷容易粘堵等缺陷。这几年,我们研究了“自由式RTO废气焚烧炉” ,它的炉膛结构是可以自由调节(所以给这种焚烧炉取名“自由式RTO废气焚烧炉” ),蜂窝陶瓷不容易粘堵,价格便宜等优点并申请了国家**,终于冲破这层面纱。所以“蓄热式” 废气焚烧炉就有了三种结构形式,下面我们分别论述之:
  1、 双塔式RTO废气焚烧炉:
  当前双塔式RTO废气焚烧炉有如下两种结构形式:有一种是双燃烧机结构(见图2 A),;另一种是单燃
  烧机结构(见图2 B)。这两种炉子都有人在用,它的原理都一样。
  双塔分为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,顶部是燃烧室。
  废气从A炉的蓄热室下方进入焚烧炉,经过蓄热室到达燃烧室燃烧,产生的热量被送到热交换器给上胶机加热,有部分热量从B炉的蓄热室的上方流经蜂窝陶瓷到达B炉下方的废气室,对B炉蜂窝陶瓷加热,然后经过旁通管道排到烟囱(也可排入到热交换器)。经过预热的蜂窝陶瓷,如果能够达到炽热状态,能够将进入焚烧炉的废气点燃,就能够达到降低能耗目的。   为了使A、B炉的蜂窝陶瓷都得到预热,A、B炉就**交替使用,这个过程通过气动阀的切换来实现。
  即**周期废气是从A炉废气室进入,流经燃烧室以后,部分热量从B炉废气室排走。经过若3~5分钟以后,经过气动阀的切换,废气是从B炉废气室进入,部分热量从A炉废气室排走,同时对A炉蜂窝陶瓷进行预热。通过气动阀的不断的切换,使A炉和B炉的蜂窝陶瓷被轮流加热。
  双塔式RTO,当炉膛的温度达到850-950℃时,蜂窝陶瓷可以使有机废气自燃,所以能够达到节能目的。A炉和B炉的切换,也为了通过对蜂窝陶瓷的热处理,来防止蜂窝陶瓷的黏堵。
  双塔式RTO废气焚烧炉比直燃式废气焚烧炉在节能方面的确进了一大步。但蜂窝陶瓷自下而上布置,顶部的蜂窝陶瓷接近燃烧室,温度比较高,不容易出现黏堵。但下面的蜂窝陶瓷温度比较低,有机废气中的低分子物会在这里沉积,容易出现蜂窝陶瓷的黏堵问题。
  有些公司采用“返烧方法”,每过一段时间如将A炉产生热量全部排入B炉,来烧去蜂窝陶瓷上的黏堵物,但由于蜂窝陶瓷3~4层厚,厚度达一米多,有些炉子在蜂窝陶瓷下面还布置有陶瓷环,陶瓷马蹄块等物,采用返烧方法也很难将下方黏堵物烧干净。另外是A,B炉通过气动阀频繁切换,万一气动阀出现故障,就有**隐患。
  2、单塔式RRTO废气焚烧炉
  为了解决RTO焚烧炉中蜂窝陶瓷的预热,需要A,B两个塔气路频繁切换问题,出现了单塔式RTO焚烧炉。有人为了区别双塔式,给他取名RRTO,它的特点就是用一个旋转废气室来代替双塔(单塔式RRTO结构见图25)。
  单塔式RRTO焚烧炉的废气室在下方,蜂窝陶瓷在中部,炉膛在上部。
  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受热。废气室被分成多个小格(如12-16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。
  当蜂窝陶瓷被加热到比较高的温度,并明显超过有机废气的着火点时。即使燃烧机不点火,织热的蜂窝陶瓷也能把有机废气点燃。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,即只烧废气不烧油,所以蓄热式废气焚烧炉很节能。
  单塔式RRTO焚烧炉比双塔式RTO少了一个塔,也减少了气阀切换问题,但多了废气室旋转问题。单塔式RRTO焚烧炉结构比较庞大,蜂窝陶瓷通常为4层,每块砖的高度300mm,总高度在1200mm甚至更厚。由于下层蜂窝陶瓷的温度比较低,仍解决不了蜂窝陶瓷容易黏堵问题。直立堆叠蜂窝陶瓷坏了之时也不容易更换等。
  3、自由式RTO废气焚烧炉
  自由式RTO废气焚烧炉是对双塔式RTO废气焚烧炉和单塔式RRTO废气焚烧炉的改进。它的后半部分即热交换器部分与双塔式RTO废气焚烧炉和单塔式RRTO废气焚烧炉基本相同(自由式RTO结构见图26)。
  焚烧炉的*关键部分是炉膛部分,如果炉膛设计太大,则燃料消耗增加。如果设计太小,则废气容易过量,造成很大不**因素。双塔式RTO废气焚烧炉和单塔式RRTO废气焚烧炉的炉膛结构很庞大,安装完成以后很难更改。而自由式RTO废气焚烧炉的炉膛结构是自由式的,它可以随生产需求进行调整。如在生产过程发现炉膛偏大时,它可以适当调小。当用户需要把一拖二焚烧炉改为一拖三时,它也可以很容易的去完成,(包括供热部分必要时的适当加大,都可以做到)。因此,自由式RTO废气焚烧炉的**性比双塔式RTO废气焚烧炉和单塔式RRTO废气焚烧炉更加高。

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