今日（rì）德尔（ěr）：RTO装置在焦化VOCs废（fèi）气处理中的（de）应用

焦化废气含有沥（lì）青烟、苯并（bìng）芘及苯类等有（yǒu）害物质，如果直（zhí）接排（pái）放，会造成大气污染，影响当地的生态环境。因此，对焦化废气进行处理并使（shǐ）其达标排放，是（shì）焦化行（háng）业可持续发展的必然要求。

某焦化化工厂是生产苯类、酚类、萘类、树脂类、盐类等化工产品为主的煤化工综合利用企业，焦油（yóu）加工能力为10万t/a，苯加工能力为3万t/a，为合成纤维、油漆（qī）、染料、医药、农药、化（huà）肥（féi）等产品提（tí）供了（le）丰富（fù）的原料。与此同时，该化工厂（chǎng）在（zài）正常（cháng）生产过程中会（huì）产生温度为20～50℃、流（liú）量（liàng）为4000～18000m3/h的焦化废气。

按照国家相关（guān）废气排放标准的规定，若（ruò）要将有机废气净化达标，需要由3台蓄热室组成（chéng）的大型RTO进（jìn）行净化。本项（xiàng）目采用的三室RTO是在两室的基础上增加了1台吹扫用蓄热室，如图1所示。

RTO正常运行（háng）时，废气的进气和排气通过阀门切（qiē）换（huàn）来完成。

1个工作（zuò）周期中，废气自下而上经A蓄热室升温，然后进入燃烧室氧化放（fàng）热；氧化（huà）放热结束后，自上而下通过B蓄热室，与蓄热室内的填料进行换热，将热量传递给B蓄热室，再经过工艺管路进（jìn）入烟囱排放;此时C蓄热室处于吹扫状态，用吹扫风（fēng）机将蓄热室(含集气室)中的滞留废气吹入燃烧室氧（yǎng）化处理，防止因蓄热室的切换（huàn）过程影（yǐng）响废气处（chù）理效率。

第2个工作（zuò）周期（qī）中（zhōng），A蓄热室处于吹扫状（zhuàng）态，废气自下而上进入B蓄热室，与已吸收热量的（de）填料进行换热后，进入（rù）燃烧室氧化放（fàng）热，再自上而下通过C蓄热室，并将热量传递给C蓄热（rè）室后，进入烟囱。

第3个工作周期中，B蓄热室处于吹扫状态，废气由C蓄热室进入（rù），氧化放热后，通过A蓄热室进入烟囱，完成了RTO装置运（yùn）行的1个大周期，如此交替（tì）运行。当烟（yān）煤在隔绝空气条（tiáo）件下加（jiā）热（rè）到950～1050℃，经过干燥（zào）、热解干馏、熔融、黏结、固化、收缩等阶段，蕞终得到焦（jiāo）炭（tàn），这个过程称为炼焦。

炼焦过程产生的荒（huāng）煤气经过回收和精（jīng）制（zhì）可以得到多（duō）种芳（fāng）香烃和杂（zá）环化合物等基本化学原料，同时产生的（de）焦（jiāo）炉煤气是高热值燃料，可以用来发电或供应城市煤（méi）气。

因此，本项目以能源高效利用为目的（de），采用焦炉煤气代替辅助燃料，可以节约成（chéng）本，提高焦炉煤气利用率（lǜ），同时能够满足RTO装（zhuāng）置正常（cháng）运行时（shí）的燃料需（xū）求。该装置主要由燃烧室、蓄热室(含集气室)及切换阀门组成。

焦化废（fèi）气处（chù）理工艺流程

从化产区域各排气洗净塔后收集的废气进入废气总管，经过安全水封、捕（bǔ）雾器后进（jìn）入缓冲罐，由废气引风机输送，经过阻火器后进入RTO进行焚烧。

本项目（mù）中RTO收集处理的废气有14路，各排气洗净塔洗涤后的废气通过各自（zì）的调节阀控制（zhì）排出压（yā）力，保证废气进入废气总（zǒng）管。RTO冷态启动后（hòu），首先启动吹扫风机（jī），用新（xīn）鲜空气对设备进行吹扫；吹扫结（jié）束后，燃烧系统（tǒng）进行燃气检漏，确保点（diǎn）火系统安全；检漏完成后，启动燃烧器（qì），通过9个阀门的（de）周期切（qiē）换完成3个（gè）填料床的预热;预热结束（shù）后焦化废气进入RTO进行焚烧，燃烧室温度开始缓（huǎn）慢（màn）提升。

如果燃烧（shāo）室温（wēn）度持续上升（shēng），说明废气浓（nóng）度过高，当温（wēn）度达到1100℃时，打开（kāi）高温（wēn）排放阀，将多余的热量直接排（pái）放至烟囱；当温（wēn）度（dù）达到1180℃时，系统自动报警；当温度达到1200℃时，为了确保RTO装置安全，RTO开启自动离线程（chéng）序（xù）。

RTO离线时，燃烧系（xì）统（tǒng）熄（xī）火，废气风机减速直至停机，新风阀打开，引入小风（fēng）量新鲜空气进入RTO蓄热室，开始RTO降温程序。为了降低高温阀的温度，在高温阀设置了1套水冷系统，以确保高温阀的密封性能，水冷系统（tǒng）由软水槽、软水循环泵及（jí）软（ruǎn）水冷却器组成，软水通过浮（fú）球液位（wèi）计自（zì）动补充（chōng）到软（ruǎn）水槽中，通过软水循环泵输送至高温阀，再通过软水冷却（què）器被循环（huán）水（shuǐ）冷却后回到软水槽（cáo）。

由于焦化废气中有机成（chéng）分的沸点较高，易凝结（jié）在蓄热填料底部，堵塞填料床（chuáng）层，本项目中RTO设置了（le）1套（tào）反烧（shāo）程序，当床（chuáng）层底（dǐ）部（bù）和顶部的压差达到3kPa时，自动启动反烧程序，将凝结在蓄热填（tián）料底部的胶状物质氧化，从而达（dá）到对蓄热床层清理的目的。

反烧程序与正常运行一样，只不（bú）过是排气温度（dù）达到480℃时再进行阀门切换。3个床层（céng）底部温度依次达到480℃时，反烧程（chéng）序自动结束，反烧程序有自动和手动2种方式。手动方式可根（gēn）据实际运行情况，点（diǎn）击反（fǎn）烧按钮进行清理。

为了保（bǎo）证系统安全，风机前设置了（le）3套可燃（rán）气体浓度监测仪（yí），其中1套（tào）为快速反应型，响（xiǎng）应时（shí）间小于1s，用于快速连锁，当废气中（zhōng）可燃组分浓度达（dá）到爆炸下限的25%时，系统自动连锁停机（jī）。同时RTO设置（zhì）了（le）2个防爆门（mén），当炉内压力达到11kPa时自动泄（xiè）压。

RTO装置工艺优化及（jí）运行结果分析

采用RTO装置处（chù）理焦化废气，优化RTO装（zhuāng）置的工（gōng）艺性能对提高有机废气处理效率，实现（xiàn）废（fèi）气达标排放至关（guān）重（chóng）要，本项目在RTO工艺（yì）设计等方面做了升级和改进（jìn）。

1）采用焦炉煤（méi）气作为辅助燃料

本项目采用焦炉煤气作为辅助燃料，既（jì）节约了成本，又提高了焦炉煤气（qì）的利用率。从用（yòng）户记录所得到的辅助燃（rán）料使用量表明，RTO装置冷启动时所需焦炉煤气（qì）为240m3/h，能（néng）够满足RTO装置正常运行时的燃料需求。

2）RTO前端增加安全水封、捕雾器和（hé）阻火器水封的（de）主要作用是防止高温回火。

由于其安全性能好（hǎo），可用在管道收集前端防止回火；焦化废（fèi）气中含有少量的水分，为使进入RTO内部的焦化废气（qì）更加洁净，增加了捕雾器用于气液分离;与此同（tóng）时，由于废气中含有易燃气体，为了阻止易燃（rán）气体（tǐ）在RTO内燃烧时（shí）火焰传播到整个管网中，在RTO进气管道前端增加了（le）阻（zǔ）火器。

3）高温阀水冷（lěng）系（xì）统

在大多数的RTO装置（zhì）中，高温阀主要靠自然散热。考虑到（dào）发生紧急情况时燃烧室的温度过高，本（běn）项目采用循环水冷却系统。水（shuǐ）冷系统由软水槽、软水循环泵及软水冷却器（qì）组成，软水（shuǐ）通（tōng）过浮（fú）球液位计自动补充到软水（shuǐ）槽中，通过软水循（xún）环泵输送至高温（wēn）阀（fá），再通过软水冷却器被循环水冷（lěng）却后（hòu）进入软水槽。

总（zǒng）结

经工艺优化后（hòu）的RTO装置（zhì）运（yùn）行结（jié）果分析表明（míng）:

1)通过多次（cì）抽样测量，RTO燃烧室表面温度基本维持（chí）在50～70℃，满足最高温（wēn）度≤75℃的设计要求。

2)燃烧室温（wēn）度始终维持在850～1100℃，保（bǎo）证了有机废气中的有机成分充分氧化燃烧。

3)烟囱平均出口温度120℃，低于150℃的设计（jì）要求。

4)经当地环保部门多次抽查，经过RTO装置处理（lǐ）的焦化废气达到GB16171—2012《炼焦化学工业污染物排放标准》的要求，有机废气的净化率达到了99%，CO的净化（huà）率达（dá）到了97%。