“沸石轉(zhuǎn)輪+RTO”運(yùn)行流程如圖 1 所示.

過程①:排風(fēng) VOCs 廢氣從排風(fēng)管進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)行 VOCs吸附;過程②:經(jīng)沸石轉(zhuǎn)輪吸附的氣體成為凈氣,部分凈氣進(jìn)入煙囪;過程③:部分從沸石轉(zhuǎn)輪出口的凈氣進(jìn)入換熱器吸熱,這部分氣體稱為脫附風(fēng);過程④:吸熱升溫后的脫附風(fēng)再次進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪,對(duì) VOCs 進(jìn)行脫附;過程⑤:脫附風(fēng)攜帶較高濃度的 VOCs 進(jìn)入RTO,首先經(jīng)過蓄熱體預(yù)熱升溫,再進(jìn)入爐膛進(jìn)行氧化分解;過程⑥:燃燒后的部分高溫?zé)煔饬鹘?jīng)蓄熱體并放熱,成為低溫?zé)煔夂笕缓筮M(jìn)入煙囪;過程⑦:部分高溫?zé)煔膺M(jìn)入換熱器放熱,加熱脫附風(fēng);過程⑧:放熱后的低溫?zé)煔膺M(jìn)入煙囪;過程⑨:所有進(jìn)入煙囪的氣混合后排入大氣. 

涂裝所用涂料的主要 VOCs 組分為二甲苯?乙苯和正丁醇,以下是各組分與氧氣反應(yīng)方程式. 二甲苯、乙苯: C8H10 + 10.5O2 = 8CO2 + 5H2O 

正丁醇: C4H10O + 6O2 = 4CO2 + 5H2O 

涂裝車間作業(yè)產(chǎn)生的 VOCs 主要組分物性參數(shù)如表 1 所示: 

空載運(yùn)行時(shí),VOCs 濃度為 0mg/Nm3,系統(tǒng)運(yùn)行所需熱量全部由天然氣提供.空載運(yùn)行時(shí)排風(fēng)量為 60000Nm3/h,當(dāng)沸石轉(zhuǎn)輪濃縮倍率為 10,換熱器熱利用率為 0.70 時(shí),天然氣流量VT= 54.5Nm3/h. 

滿載運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)運(yùn)行所需熱量全部由 VOCs燃燒提供,天然氣停止供應(yīng).滿載運(yùn)行時(shí)排風(fēng)量為95000Nm3/h,沸石轉(zhuǎn)輪濃縮倍率為 10,換熱器熱利用率為 0.70 時(shí),可以求出 VOCs濃度為827mg/Nm3

在排風(fēng)量為60000Nm3/h,排風(fēng)管內(nèi) VOCs 濃度為0mg/Nm3,沸石轉(zhuǎn)輪濃縮倍率為 10,換熱器熱利用率為 0.70 的初始計(jì)算條件下,核算驗(yàn)證 VOCs 入爐濃度與爐溫的關(guān)系,可以求得爐溫為 760℃,在此基礎(chǔ)上,RTO 入口處 VOCs 濃度每增加 1000mg/Nm3,平均爐溫上升約 21℃,在實(shí)際運(yùn)行過程中,RTO 入口處 VOCs 濃度每增加 1000mg/Nm3,爐溫上升約 20℃,根據(jù)工程實(shí)際中產(chǎn)生的 VOCs 種類,在保證 VOCs 去除率的前提

下,適當(dāng)降低爐溫可以減少天然氣消耗量。

沸石轉(zhuǎn)輪濃縮倍率越大,所需天然氣量越小;在濃縮倍率較小時(shí),提高濃縮倍率對(duì)天然氣流量影響較大,在較高的濃縮倍率下繼續(xù)提高濃縮倍率,對(duì)減少天然氣消耗量作用較小.在綜合考慮天然氣消耗量和 RTO 安全運(yùn)行風(fēng)量下限的前提條件下,排風(fēng)量為 60000~95000Nm3/h 時(shí),將沸石轉(zhuǎn)輪濃縮倍率設(shè)置為 10~14 倍是較為經(jīng)濟(jì)安全的選擇.

換熱器熱利用率率越大,天然氣消耗量越小.換熱器熱利用率從0.50 提高到 0.70 時(shí),天然氣消耗量從 72.9Nm3/h 下降到了54.5Nm3/h,降低了 25%;換熱器熱利用率從 0.70 提高到 0.90 時(shí),天然氣消耗量從 54.5Nm3/h 下降到了44.2Nm3/h,下降了18.9%.提高換熱器熱利用率對(duì)降低天然氣消耗量有顯著效果.