在工業(yè)生產(chǎn)過程中往往會產(chǎn)生的含揮發(fā)性有機(jī)物化合物的廢氣，揮發(fā)性有機(jī)物大多數(shù)具有特殊的氣味，危害人體健康及作物生長，破壞臭氧層。近年來，控制大氣污染的要求日益提高，有機(jī)廢氣的處理勢在必行，有機(jī)廢氣焚燒法可有效的處理該部分廢氣。有機(jī)廢氣焚燒處理的種類多種，如：回轉(zhuǎn)窯焚燒爐（三廢爐）、蓄熱式催化劑焚燒爐(RCO)、催化劑焚燒爐、濃縮轉(zhuǎn)輪/焚燒爐、直接燃燒焚燒爐、氯化有機(jī)物催化劑焚燒爐、地面火炬焚燒等。

該技術(shù)產(chǎn)生的背景

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，制造和表面處理工藝越來越復(fù)雜，揮發(fā)性有機(jī)物化合物在工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，例如半導(dǎo)體制造業(yè)、石油化工業(yè)以及表面涂裝行業(yè)等，都有大量使用揮發(fā)性有機(jī)溶劑的工業(yè)領(lǐng)域；制藥、粘合劑、印刷以及燃料燃燒等有機(jī)溶劑等生產(chǎn)和使用過程也會產(chǎn)生含有揮發(fā)性有機(jī)化合物的廢氣。揮發(fā)性有機(jī)物大多數(shù)具有特殊的氣味，能導(dǎo)致人體呈現(xiàn)種種不適，并具有毒性、刺激性、致癌的作用，特別是苯、甲苯及甲醛對人體健康會造成更大的傷害，在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳?xì)溆袡C(jī)化合物與氧化劑發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成光化學(xué)煙霧，危害人體健康及作物生長，破壞臭氧層。

早期這些含有有機(jī)物的廢氣直接排入大氣，是工業(yè)園的主要空氣污染物的來源。近年來，人們的環(huán)保意識不斷增強(qiáng)，對控制大氣污染的要求日益提高，從20世紀(jì)初期開始，冷凝、生物過濾、化學(xué)洗滌、活性炭吸附、膜分離和火焰焚燒等多種方法已經(jīng)用于處理有機(jī)廢氣。近幾年結(jié)合國內(nèi)裝置水平及基礎(chǔ)工業(yè)裝備提高，又研發(fā)了多種焚燒技術(shù)，我公司推廣到企業(yè)中應(yīng)用，取得了良好效果。

有機(jī)廢氣焚燒處理的種類、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐（三廢爐）

回轉(zhuǎn)窯焚燒爐是用于處理廢鹽處理、固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)可燃性廢物的通用爐型，對組分復(fù)雜的三廢,如瀝青渣、有機(jī)蒸餾殘?jiān)?、漆渣、焦油渣、廢溶劑、廢橡膠、鹵代芳烴、高聚物，特別是含PCB的廢物等都很適用。美國大多數(shù)危險(xiǎn)廢物處理廠處置廠采用這種爐型。該爐型操作穩(wěn)定、焚燒安全。很適合國內(nèi)企業(yè)應(yīng)用，一般耐火襯里每兩年更換一次。

回轉(zhuǎn)窯焚燒爐通常稍微傾斜放置，并配以后置燃燒器，一般長徑比2-10，轉(zhuǎn)速1-5r/min，安裝傾角1-3度，操作溫度上限為1650℃?；剞D(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動將廢物與燃?xì)饣旌希?jīng)過預(yù)燃和揮發(fā)將廢液轉(zhuǎn)化為氣態(tài)和殘灰，轉(zhuǎn)化后氣體通過后置燃燒器的高溫區(qū)（1100-1370℃）進(jìn)行完全燃燒。氣體在后置器中平均停留時(shí)間為1.0-3.0s，空氣過剩系數(shù)為1.2-2.0.回轉(zhuǎn)窯焚燒爐平均熱容量約為63*166KJ/h。爐中焚燒溫度（650-1260℃）的高低取決于兩方面，一方面取決于廢液的性質(zhì)，對含鹵代有機(jī)物的廢液，焚燒溫度在850℃以上，對含氰化物的廢液焚燒溫度高于900℃；另一方面取決于采用哪種除渣方式（濕式還是干濕）。焚燒溫度由輔助燃料燃燒器控制。

蓄熱式催化劑焚燒爐(RCO)

排放自工藝含VOCs的廢氣進(jìn)入雙槽RCO，三向切換風(fēng)閥(POPPET VALVE)將此廢氣導(dǎo)入RCO的蓄熱槽(Energy Recovery Chamber)而預(yù)熱此廢氣，含污染的廢氣被蓄熱陶塊漸漸地加熱后進(jìn)入催化床(Catalyst Bed)，VOCs在經(jīng)催化劑分解被氧化而放出熱能于第二蓄熱槽中之陶塊，用以減少輔助燃料的消耗。陶塊被加熱，燃燒氧化后的干凈氣體逐漸降低溫度，因此出口溫度略高于RCO入口溫度。三向切換風(fēng)閥切換改變RCO出口/入口溫度。如果VOCs濃度夠高，所放出的熱能足夠時(shí)，RCO即不需燃料。例如RCO熱回收效率為95%時(shí)，RCO出口僅較入口溫度高25℃而已。

催化劑焚燒爐

催化劑焚燒爐的設(shè)計(jì)是依廢氣風(fēng)量，VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定。操作時(shí)含VOCs的廢氣用系統(tǒng)風(fēng)機(jī)導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)的換熱器，廢氣經(jīng)由換熱器管側(cè)(Tube side)而被加熱后，再通過燃燒器，這時(shí)廢氣已被加熱至催化分解溫度，再通過催化劑床，催化分解會釋放熱能，而VOCs被分解為二氧化碳及水氣。之后此一熱且經(jīng)凈化氣體進(jìn)入換熱器之殼側(cè)(shellside)將管側(cè)(tube side)未經(jīng)處理的VOC廢氣加熱，此換熱器會減少能源的消耗，最后，凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。

直燃式焚燒爐

直燃式焚燒爐的設(shè)計(jì)是依廢氣風(fēng)量，VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定。操作時(shí)含VOCs的廢氣用系統(tǒng)風(fēng)機(jī)導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)的換熱器，廢氣經(jīng)由換熱器管側(cè)(Tube side)而被加熱后，再通過燃燒器，這時(shí)廢氣已被加熱至催化分解溫度(650~1000℃)，并且有足夠的留置時(shí)間(0.5~2.0秒)。這時(shí)會發(fā)生熱反應(yīng)，而VOCs被分解為二氧化碳及水氣。之后此一熱且經(jīng)凈化氣體進(jìn)入換熱器之殼側(cè)(shell side)將管側(cè)(tube side)未經(jīng)處理的VOC廢氣加熱，此換熱器會減少能源的消耗(甚至于某適當(dāng)?shù)腣OCs濃度以上時(shí)便不需額外的燃料)，最后，凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。

直接燃燒焚燒爐

有時(shí)直接燃燒焚燒爐源于后燃燒器(After-Burner)，直接燃燒焚燒爐使用經(jīng)特別設(shè)計(jì)的燃燒器以加熱高濃度的廢氣到預(yù)先設(shè)的溫度，于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)廢氣被導(dǎo)入燃燒室(Burner Chamber)。燃燒器將VOCs及有毒空氣污染物分解為無毒的物質(zhì)(二氧化碳及水)并放出熱，凈化后的氣體可再由熱回收系統(tǒng)以達(dá)節(jié)能的需求。恩國直接燃燒焚燒爐可達(dá)99%碳?xì)浠衔锲茐娜コ?，為達(dá)此去除率，高溫的廢氣區(qū)在爐內(nèi)保持一定的滯留時(shí)間。在入口處也須讓廢氣有足夠的擾流和氧產(chǎn)生充分的混合，充分的擾流不只提高去除破壞率，更是為安全考慮。恩國的設(shè)計(jì)將爆炸風(fēng)險(xiǎn)降至最低以及最小的能源消耗。

濃縮轉(zhuǎn)輪/焚燒爐

濃縮轉(zhuǎn)輪/焚燒爐系統(tǒng)吸附大風(fēng)量低濃度揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)。再把脫附后小風(fēng)量高濃度廢氣導(dǎo)入焚燒爐予以分解凈化。大風(fēng)量低濃度的VOCs廢氣，通過一個由沸石為吸附材料的轉(zhuǎn)輪，VOCs經(jīng)被轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)的沸石所吸附后凈化的氣體經(jīng)煙囪排到大氣，再于脫附區(qū)中用180℃~200℃的小量熱空氣，將VOCs予以脫附。如此一高濃度小風(fēng)量的脫附廢氣在導(dǎo)入焚燒爐中予以分解為二氧化碳及水氣，凈化的氣體經(jīng)煙囪排到大氣。這一濃縮的工藝大大地降低燃料費(fèi)用。

氯化有機(jī)物催化劑焚燒爐

氯化有機(jī)物催化劑焚燒爐(Chlorinated Catalytic Oxidizer)系統(tǒng)依風(fēng)量，污染物種類及所需去除效率而設(shè)計(jì)。在運(yùn)行操作時(shí)含VOCs的廢氣經(jīng)氯化有機(jī)物催化劑焚燒爐風(fēng)機(jī)抽到系統(tǒng)換熱器中。廢氣通過換熱器的管側(cè)，再到燃燒機(jī)，此處將廢氣加熱到催化劑反應(yīng)溫度。含VOCs廢氣通過特制的抗鹵化物毒化的催化劑，轉(zhuǎn)化成二氧化碳，水氣并放出熱。這熱凈化的氣體通過換熱器的殼側(cè)，將熱能加熱浸入系統(tǒng)的廢氣，如此可以將燃料費(fèi)用降到最小，在許多時(shí)候，如VOCs濃度夠高，可以不需額外燃料系統(tǒng)即可自行運(yùn)轉(zhuǎn)。最后如有需要，可裝設(shè)恩國洗滌塔以去除無機(jī)酸(如HCL，CL2，HBr，Br2等)。

氯化氫套裝洗滌塔(HCL Scrubber Module)，氯化氫套裝洗滌塔出口含HCL或CL2的氣體導(dǎo)入氯化氫套裝洗滌塔中的驟冷塔，循環(huán)汞噴注大量的水進(jìn)入用超合金(Hastelloy)材質(zhì)的驟冷塔(quenches)。這時(shí)水會把熱廢氣降溫并將部分的氯化氫予以吸收，之后經(jīng)一氣道進(jìn)入逆流式的吸收塔。循環(huán)吸收溶液從吸收塔頂部的噴嘴噴灑而下，將剩余的氯化氫充份吸收，然后通過一除水層把水滴去除，再排到大氣。

自動清理陶瓷過濾系統(tǒng)

自動清理陶瓷過濾系統(tǒng)(Self-cleaning Ceramic Filter)系依排風(fēng)量，污染物種類和所需補(bǔ)及過濾效率有關(guān)。系統(tǒng)操作運(yùn)行時(shí)，排自工藝廢氣(含有冷或熱有機(jī)粒狀物/有機(jī)凝結(jié)物質(zhì)或VOCs)。被抽引至陶瓷過濾器中。廢氣通過依粒狀物之例徑大小及捕集效率大小而設(shè)計(jì)選用的陶瓷板，一組燃燒器，間歇或連續(xù)加熱此一陶瓷板，使被捕集于此一陶瓷板的有機(jī)粒狀物揮發(fā)而進(jìn)到焚燒爐中，任何無機(jī)物被燒成無機(jī)灰并掉至腔體底部而予以收集。經(jīng)揮發(fā)的有機(jī)物導(dǎo)至焚燒爐中(如催化劑式焚燒爐，直燃式焚燒爐)經(jīng)焚燒轉(zhuǎn)化為二氧化碳，水氣和熱氣。

地面火炬焚燒

放散氣體經(jīng)管道進(jìn)入火炬界區(qū)后，通過阻火器閥組進(jìn)入集氣包。在集氣包內(nèi)的平衡作用下通過 2路分別進(jìn)入燃燒塔內(nèi)分級進(jìn)行燃燒，通過燃燒器放空燃燒。

蒸氣管線在界區(qū)接口處設(shè)置有閥組及 8字盲板。蒸氣進(jìn)入火炬界區(qū)后，通過 管線、壓力表、及閥組后，作為燃燒器消煙用蒸汽。

氮?dú)饨鐓^(qū)接口處設(shè)置有閥組及 8字盲板。氮?dú)膺M(jìn)入火炬界區(qū)后，通過總管、藍(lán)式過濾器、自立式調(diào)節(jié)閥、壓力表后，通過氣動直動閥組及限流孔板進(jìn)入排放氣分級管線，分2路分別做為分級燒嘴點(diǎn)火前、后的吹掃。所有氮?dú)獯祾吖芫€最低點(diǎn)設(shè)置有排凝手閥。

儀表空氣界區(qū)接口處設(shè)置有閥組及 8字盲板。儀表空氣進(jìn)入地面火炬界區(qū)后，通過 D總管后。通過的管線去往儀表及控制閥。最低點(diǎn)設(shè)置有排凝手閥。

燃料氣界區(qū)接口處設(shè)置有閥組及 8字盲板。燃料氣進(jìn)入地面火炬界區(qū)后，通過 總管后。經(jīng)過籃式過濾器、自立式調(diào)壓閥、以及阻火器，最后進(jìn)入長明燈與引火筒公用集氣管線。集氣管線最低點(diǎn)設(shè)置有排凝手閥。

火炬系統(tǒng)的現(xiàn)場控制由 PLC來完成。

火炬配多臺獨(dú)立的長明燈，每臺長明燈分別設(shè)置專用鎧裝熱電偶，通過溫度變送器將信號送PLC顯示、報(bào)警，聯(lián)鎖燃料氣電磁閥開，高能點(diǎn)火器自動點(diǎn)火。高能點(diǎn)火器均可就地、控制室、自動、手動操作，從而保證火炬系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

為保證生產(chǎn)和人員安全，現(xiàn)場設(shè)置可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)，檢測閥組及燃燒塔內(nèi)可燃?xì)獾男孤逗头e聚情況，對裝置區(qū)環(huán)境中可燃?xì)怏w的濃度指示、濃度超限時(shí)報(bào)警。通過硬接線與廠區(qū)中心控制室聯(lián)接，以集中監(jiān)測、控制、操作和管理。

點(diǎn)火系統(tǒng)配置在每一支長明燈上，確保每一支長明燈可以單獨(dú)的點(diǎn)燃。點(diǎn)火裝置是由設(shè)置在引火筒附近的高能放電元件及引火筒內(nèi)部燃料氣噴嘴實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火動作，點(diǎn)燃引火筒，引燃長明燈、最后引燃塔內(nèi)各級燃燒器。點(diǎn)火方式有以下三種方式實(shí)現(xiàn)：

自動點(diǎn)火：當(dāng)集氣包上的壓力變送器檢測到排放信號時(shí)，PLC連鎖控制開啟相應(yīng)的點(diǎn)火流程。

首先，PLC輸出控制開啟長明燈電磁閥，同時(shí)，開啟引火筒燃料氣閥電磁閥，啟動高空點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，點(diǎn)燃引火筒，引燃長明燈。此時(shí)，熱電偶檢測到火焰溫度信號，并將信號送至 PLC輸入端，PLC輸出控制關(guān)斷引火筒燃料氣電磁閥、點(diǎn)火裝置；一次點(diǎn)火流程完成。PLC進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。長明燈保持長期燃燒狀態(tài)。每支長明燈都可以單獨(dú)長明。任何 1支長明燈意外熄滅，檢測信號報(bào)警并把信號傳至 PLC輸入端，PLC可執(zhí)行單獨(dú)點(diǎn)燃該長明燈的動作程序。在任何狀態(tài)下，PLC檢測長明燈熱電偶反饋火焰信號，并將火焰信號的狀態(tài)通過指示燈顯示到控制面板上。

手動現(xiàn)場就地點(diǎn)火：由現(xiàn)場防爆控制箱上的按鈕，實(shí)現(xiàn)手動點(diǎn)火的現(xiàn)場手動操作。當(dāng)某盞長明燈的點(diǎn)火按鈕按下時(shí)，此盞長明燈強(qiáng)制執(zhí)行點(diǎn)火手動程序。

操作室遠(yuǎn)程點(diǎn)火：遠(yuǎn)程 DCS可將點(diǎn)火信號送入防爆控制箱，在 DCS上進(jìn)行手動點(diǎn)火。

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