淺論VOCs治理中RTO配件對于效果的影響

張 剛

（廣東科霖環保設備有限公司，廣東 佛山 528322）

隨著“減風增濃+末端治理+余熱回用”的VOCs治理路線在包裝印刷行業內被廣泛的認可，越來越多的相關企業把技術已經成熟穩定的RTO作為末端治理設備的優先選項。然而，在目前市場上，RTO設備的品牌、檔次、價格等繁雜不一，為了選擇合適的RTO設備，企業需要對RTO設備建立正確的基本認識。本文通過旋轉RTO在某軟包裝企業的實際應用案例，介紹RTO關鍵配件的相關知識，以及對最終治理效果的影響。

1 案例項目

1.1 項目工況

某印刷包裝企業生產車間共4臺5色印刷機，其生產設備參數如表1所示。

表1 某印刷包裝企業生產車間4臺5色印刷機的參數

針對企業節能減排的需求，對上述生產設備進行了ESO減風增濃處理；優化原送排風系統，使熱風循環更充分，減少熱能的損耗浪費，達到滿足生產需求情況下節能降耗和提升廢氣濃度的作用；再將提濃后廢氣集中送入旋轉蓄熱式焚燒爐系統（RTO）達標排放并回收熱量，形成“ESO+RTO+余熱回收系統”的“環保+節能”的整廠解決方案（簡稱ESO+），如圖1所示。

圖1 “ESO+RTO+余熱回收系統”工藝原理圖

1.2 治理方案設計

4臺5色印刷機經ESO減風增濃后，其廢氣參數如表2所示。

表2 4臺生產設備經ESO減風增濃后的廢氣參數

根據上文廢氣參數，相應旋轉RTO設計參數如表3所示。

表3 旋轉RTO的設計參數

4臺印刷機生產時某時間段（4 h）排放廢氣參數見表4。

表4 4臺印刷機生產時某時間段（4 h）排放廢氣參數

印刷機經“ESO+RTO”處理后的排放廢氣測試參數見表5。

表5 印刷機經處理后的排放廢氣測試參數

由上表可知，4 臺印刷設備生產時排放的廢氣經“ESO+RTO”處理后達到國家標準《大氣污染物綜合排放標準（GB16297-1996）》及地方標準要求；能源消耗也非常少，這得益于“ESO+”整廠方案的優越性能（具體布置見圖2）。下面介紹配套末端處理設備旋轉RTO產品的特點，以三個重要零部件為例進行講解。

圖2 “ESO+”整廠方案布局圖

2 RTO關鍵零件介紹

RTO（蓄熱室氧化器）原理是把有機廢氣加熱到760 ℃以上，使廢氣中的VOC氧化分解成CO2和H2O[1]。氧化焚燒產生的高溫氣體流經特制的陶瓷蓄熱體，使陶瓷體升溫而“蓄熱”，并用于預熱后續進入的有機廢氣，可減少廢氣升溫的燃料消耗。RTO技術適用于處理中低濃度廢氣（1 800～8 000 mg/m3），當達到自平衡濃度時（一般2 000 mg/m3）無須再消耗燃氣，處理效率一般為90%～95%，如果零部件選用得當，處理效率可達99%或以上。

2.1 旋轉閥體

旋轉RTO的旋轉閥由1個旋轉式轉向器和各零部件組成，通過旋轉式轉向器的旋轉改變陶瓷蓄熱槽不同區域的氣流方向，并連續預熱VOCs廢氣，使其在燃燒室內氧化燃燒后可去除VOCs。旋轉閥體采用鑄造精加工、金屬對金屬密封加氣簾密封工藝，有效降低泄漏率，提高閥門的使用壽命，保證長期穩定的去除率。如果旋轉閥閥體的制作工藝采用拼焊方式加打硅膠密封，雖然成本較低，但使用半年后泄漏率增大，去除率無法滿足達標排放的要求，將給企業帶來不利影響。

2.2 蓄熱陶瓷

旋轉RTO蓄熱陶瓷體采用超重質莫來石堇青石玻璃相蜂窩蓄熱體，外形尺寸為150 mm×150 mm×150 mm，單件重量達到3 650 g，燒結溫度約1 550 ℃，吸水率約1%。該種材質蓄熱體的RTO吸熱量大，超低的吸水率確保RTO排出的燃燒廢氣中不吸收水蒸氣。采用這種蓄熱體可以保證蓄熱床底部保持較低的溫度，降低RTO出氣和進氣的溫差，降低能耗，提高產品壽命[2]。其產品表面積大、阻力損失小、熱脹冷縮系數小、抗裂性能好、吸水率小，可做到RTO進出口溫度差小、系統能耗低。RTO的平衡濃度能達到此效果，蓄熱陶瓷功不可沒（見圖3）。而國內普通RTO企業采購的蓄熱體是堇青石材料，燒結溫度只有約1 200 ℃，150 mm×150 mm×150 mm蓄熱體平均重量只有約2 700 g，材質疏松，使用壽命低，蓄熱量小，系統能耗高。

圖3 旋轉RTO蓄熱陶瓷體

2.3 煙囪

煙囪設計符合《GB50051-2013煙囪設計規范》和國家環保法規要求，并安裝符合《GB50057-2010建筑物防雷設計規范說明》規定的避雷裝置，設計特點為：煙囪爬梯設計為螺旋爬梯以方便監測人員取樣，滿足當地環保法規要求；在臺風較多地區應考慮煙囪的穩定與安全，煙囪靠上部分位置安裝片狀破風圈，臺風來時可有效降低風對煙囪的迎風負載，改變臺風氣流產生的卡曼渦旋引起的震動頻率，使卡曼渦旋頻率不與煙囪桅桿效應頻率產生共振；與地基連接符合安裝規范；煙囪筒身下半底部采用厚度為8 mm的Q345鋼材制作，滿足強度要求。

3 結論

RTO設備的選擇不僅影響VOCs的處理效果，而且與節能、生產和運行安全密切相關。關鍵部件的材料和性能起著決定性的作用。