[发明专利]基于蓄热式焚烧炉的彩涂线废气处理及热回收方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于冶金行业中钢板的彩涂线生产领域，尤其涉及彩涂线生产中产生的有机化合物(VOC)废气处理领域。

背景技术

VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。美国ASTM D3960-98标准将VOC定义为任何能参加大气光化学反应的有机化合物，它们不仅对人体的各种器官有刺激作用，而且具有一定的毒性，有些会产生“三致”效应，对人体和环境产生极大的危害，其中的甲苯、二甲苯在溶剂分类中属于中等毒性溶剂，对人体具有麻醉、刺激作用。高浓度时对神经系统有毒害作用。根据最新的研究资料表明，甲苯、二甲苯进入大气层后会产生一定的光电反应，对臭氧层有一定的破坏作用。彩涂板生产过程中会产生大量挥发性有机化合物(VOC)气体(含量为8-12g/Nm3)，其中就含有甲苯，二甲苯、醚类、酯类、酮类和醇类。这些废气不经过处理直接排放，即污染环境，又将有机化合物自身携带的热能白白浪费掉。

在现有技术中，处理VOC废气一般采用蓄热式焚烧炉。RTO是蓄热式焚烧炉(Regenerative Thermal Oxidizer)的缩写形式。RTO的工作原理是将有机废气进入蓄热室的陶瓷蓄热体(该陶瓷蓄热体“贮存”了上一循环的热量)，陶瓷蓄热体放热降温，而有机废气吸热升温，废气离开蓄热室后以较高的温度进入氧化室。有机废气在氧化室中由燃烧器加热升温至氧化温度800℃，使其中的VOC成分分解成二氧化碳和水，由于废气已在蓄热室内预热，燃料耗量大为减少或者不需要补充燃料。氧化室有两个作用：一是保证废气能达到设定的氧化温度，二是保证有足够的停留时间使废气中的VOC充分氧化，废气在氧化室中焚烧，成为净化的高温气体后离开氧化室，进入蓄热室(在前面的循环中已被冷却)，放热降温后排出，而蓄热室吸收大量热量后升温(用于下一个循环加热废气)。

同时，在现有技术中，处理废气一般还使用VOC浓缩转轮。VOC浓缩转轮分为处理区，再生区和冷却区，浓缩转轮在各个区内连续运转。含有有机化合物的废气进入VOC浓缩转轮的处理区。在处理区内废气中的VOC被吸附到吸附剂上，净化了的废气变成洁净气后通过烟囱外排入大气。吸附于浓缩转轮中的VOC，再在生区经热风脱附后，浓缩程度大达5-15倍，并随热风一起供入RTO装置焚烧裂解处理。伴随转轮继续转动，浓缩转轮进入冷却区冷却，冷却后的转轮再进入吸附区进入下一个循环。

中国专利CN103007682A公开了一种基于浓缩转轮和RTO的涂装车间废气处理方法及系统，该方法就是利用VOC浓缩转轮和蓄热式焚烧炉RTO来处理VOC气体，该方法能够显著净化排入大气的气体，但是该方法需要消耗大量的能量，在转轮再生过程中需要消耗大量的能量来产生热风来加热再生区。同时，蓄热式焚烧炉RTO产生的热能没有经过利用就排入大气，造成了这些高品位能源的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于RTO的彩涂线废气处理及热回收方法及其系统，该方法能够充分利用蓄热式焚烧炉RTO产生的热能，使得该系统消耗的能量大大减少，同时，该系统还能达到冷热联产的效果。

本发明公开了一种基于RTO的彩涂线废气处理及热回收方法，(1)、将底涂固化炉和面涂固化炉排出的高温高浓度挥发性有机化合物废气经高温废气收集管道送入蓄热焚烧炉；(2)、高温高浓度挥发性有机化合物废气在蓄热焚烧炉的氧化室中燃烧，成为净化的高温洁净气体，排出高温的洁净气体供入热能回收系统，热能回收系统包括高温热风风机和换热器。

本发明公开了一种基于RTO的彩涂线废气处理及热回收方法，(1)、将底涂机房和面涂机房排出的低温低浓度的挥发性有机化合物废气，通过低温废气收集管道送入浓缩转轮的吸附区，使所述的挥发性有机化合物废气被吸附区对应的扇面的吸附剂吸附；(2)、将底涂固化炉和面涂固化炉排出的高温高浓度挥发性有机化合物废气经高温废气收集管道送入蓄热焚烧炉；(3)、从高温废气收集管道及从浓缩转轮的高温脱附区内脱附出来的热空气的混合气体，供入蓄热焚烧炉氧化室中燃烧，成为净化的高温洁净气体，排出高温的洁净气体供入热能回收系统，热能回收系统包括高温热风风机和换热器。

当吸附了有机化合物废气成分的扇面旋转到高温脱附区时，调整浓缩转轮的旋转速度，所述有机化合物废气成分被通入高温脱附区内的热空气脱附出来，并伴随热空气一起送到蓄热焚烧炉进行焚烧裂解处理，所述的高温脱附区利用了热能回收系统的热量来加热浓缩转轮的脱附区。