1 應(yīng)用背景
某企業(yè)丁辛醇裝置以丙烯、合成氣為原料,通過低壓羰基合成工藝生產(chǎn)丁醛,丁醛經(jīng)后續(xù)縮合、加氫等工序加工制得丁辛醇。產(chǎn)品丁醛、丁醇、辛醇都為易揮發(fā)介質(zhì),具有較強(qiáng)刺激性氣味,泄漏后會(huì)產(chǎn)生較大環(huán)境異味。隨著環(huán)保要求日益嚴(yán)格,異味治理手段不斷深入,通過技改技措與 LDAR技術(shù)的應(yīng)用,例如屏蔽泵更換,真空裝置尾氣排去火炬、密閉取樣器升級(jí)改造等措施,極大消除了環(huán)境異味,有效改善了裝置區(qū)環(huán)境。但裝置區(qū)仍然存在著異味死角,罐區(qū)就是其中最大異味源。
丁辛醇裝置罐區(qū)大部分為常壓拱頂儲(chǔ)罐,其中醛儲(chǔ)罐 8 個(gè),儲(chǔ)存容積 6 656 m3,醇儲(chǔ)罐 14 個(gè),儲(chǔ)存容積 2 966 m3。醇醛具有很強(qiáng)腐蝕性,極易通過罐頂部呼吸閥及防爆板墊子縫隙進(jìn)行滲漏,造成罐區(qū)環(huán)境異味大,原采用高效生物濾池處理技術(shù)( QBF) 對(duì)廢氣進(jìn)行回收處理,但無法實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。為了徹底消除罐區(qū)異味,在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,針對(duì)罐區(qū)廢氣異味大、難收集、濃度波動(dòng)大、常見處理措施不易達(dá)標(biāo)的特點(diǎn),決定采用蓄熱氧化技術(shù)的方法進(jìn)行處理。
2 RTO 原理、結(jié)構(gòu)介紹
2. 1 RTO 原理
RTO ( 蓄熱式焚化爐) 是在 760 ~ 1 000 ℃ 的溫度下,含一定濃度揮發(fā)性有機(jī)物( VOCs) 的氣體焚燒爐內(nèi)發(fā)生熱氧化反應(yīng),生成二氧化碳和水,熱氧化產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)特制的陶瓷蓄熱體,使之升溫“蓄熱”,并用于預(yù)熱后續(xù)進(jìn)入的有機(jī)廢氣。
廢氣首先通過蓄熱體加熱到接近熱氧化溫度后,進(jìn)入燃燒室進(jìn)行熱氧化,氧化后的氣體溫度升高,廢氣中有機(jī)物基本上轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。凈化后的氣,過另一蓄熱體,溫度下降,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后經(jīng)排氣筒排放。不同蓄熱室通過切換閥或者旋轉(zhuǎn)裝置,隨時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,分別進(jìn)行吸熱和放熱,從而節(jié)省廢氣升溫的燃料消耗。陶瓷蓄熱體分成兩個(gè)( 含兩個(gè)) 以上的區(qū)域室,每個(gè)蓄熱室依次經(jīng)歷蓄熱—放熱程序,周而復(fù)始,連續(xù)工作。蓄熱焚化爐根據(jù)箱體個(gè)數(shù)不同,可分為單箱旋轉(zhuǎn)型、兩箱型、三箱型等不同類型。某丁辛醇裝置采用單箱旋轉(zhuǎn)型 RTO,見圖 1。
2. 2 單箱旋轉(zhuǎn)型 RTO 結(jié)構(gòu)
單箱旋轉(zhuǎn)型 RTO 有兩處關(guān)鍵核心部件,旋轉(zhuǎn)閥和蓄熱爐。
( 1) 旋轉(zhuǎn)閥
旋轉(zhuǎn)閥由 3 個(gè)同心圓柱形腔體及一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥盤組成( 見圖 2 ~ 4) 。旋轉(zhuǎn)閥盤徑向不同位置開孔對(duì)應(yīng)不同的腔體,分別起到進(jìn)氣、排氣、反吹的作用,其中外部腔體與 RTO 入口閥貫通,中間腔體與 RTO 反吹閥貫通,內(nèi)部腔體與 RTO 排氣閥貫通。RTO 旋轉(zhuǎn)閥盤被均分為 8 格,有 3 格進(jìn)氣,3 格出氣,2 格反吹,分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的腔體.
( 2) 蓄熱爐
蓄熱爐上方是有帶點(diǎn)火功能的焚燒室,下方是裝有蜂窩蓄熱陶瓷體的熱量交換室。點(diǎn)火信號(hào)發(fā)出后點(diǎn)火裝置首先執(zhí)行延時(shí)吹掃功能,吹掃結(jié)束后控制器執(zhí)行點(diǎn)火命令,打開母火電磁閥,同時(shí)點(diǎn)火棒由點(diǎn)火變壓器輸出高壓放電產(chǎn)生火花,點(diǎn)燃母火?;鹧鏅z測器檢測到火焰后打開主火切斷閥,并在 10 s 后切斷母火電磁閥。天然氣與通過助燃風(fēng)機(jī)引入的空氣在燃燒室混合燃燒,以確保燃燒室溫度控制在 815 ℃ 左右,確保廢氣中有機(jī)物氧化完全。熱量交換室同樣均分為 8 格,與旋轉(zhuǎn)閥片一一對(duì)應(yīng)。隨著旋轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)移動(dòng),蓄熱陶瓷體功能也將依次發(fā)生變化,由原來的進(jìn)料預(yù)熱升溫功能轉(zhuǎn)化為排氣蓄熱降溫功能,充分利用氧
化反應(yīng)放出的熱量,最大限度減少對(duì)外界能源的消耗。蓄熱爐燃燒室裝有 3 只熱電偶,用來檢測燃燒室溫度。