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RTO RCO 蓄热反响问题剖析与对策!超级有用
发布日期:2023-01-28 05:07:40      作者:  爱游戏爱体育

  跟着国家及当地关于挥发性有机物(VOCs)的排放规范相继出台,针对排空尾气中非甲烷总烃(NMHC)的浓度要求现已迈入“毫克级”。

  因而,化工、石化、煤化工等行业界 VOCs管理项目的作业重心现已由“油气收回”改变为了“合格排放”,而在油气收回设备中常见的作为结尾工艺的可再生吸附法也逐步被以燃烧(TO)或催化氧化(CO)为根底的损坏法所替代。

  损坏法一般需求较高温度来保证排放废气中VOCs的去除功率,因而需求耗费很多动力(燃料、电)来坚持反响温度,导致工艺全体能耗很高。

  而经过将蓄热反响与 TO/CO工艺结合构成的蓄热式燃烧(RTO)或蓄热式催化氧化(RCO)工艺,能够凭仗其 90%以上的热收回功率,大幅下降能耗。因而,RTO/RCO现已成为近年来各行业中 VOCs净化计划的干流选项。

  ①反响器内压力不安稳,呈周期性、脉冲式的动摇,严峻时,紧迫泄压阀频频起跳,不利于反响器的安全安稳运转;

  ②尾气中的NMHC浓度呈现周期性动摇,严峻时,NMHC浓度峰值超出排放规范,导致撬装设备无法投入使用,需求花费很多时刻和精力进行设备调试。

  经过对蓄热反响工艺原理整理和剖析,找到了反响器工况呈现周期性动摇的根本原因,并提出了工艺上的解决计划。该计划在某石化企业的VOCs管理项目进步行了实践验证,证明了计划的有用性。

  在国内外 VOCs管理领域中,蓄热反响已归于较为老练的工艺技能,以 1套经典的三厢式RCO反响器来说明蓄热反响的工艺原理。

  设备主体的结构见图 1。3个蓄热室(a,b,c)内均设有催化剂床和蓄热床,并上下分层安置。整个体系经过进气阀(1a,1b,1c)及排气阀(2a,2b,2c)调理各蓄热室间的温度平衡,为防止换向操作时呈现未反响气体因换向直接排出反响器导致尾气超支,在换向阀组中参加吹扫阀(3a,3b,3c)。

  含 VOCs的废气自进气阀进入一个蓄热室,经过榜首级蓄热床加热至反响温度后进入榜首级催化剂床。在贵金属催化剂的辅佐下,VOCs与空气中的氧气在 300~350℃条件下产生氧化反响,生成二氧化碳和水,并放出很多的热。反响后气体经过加热室,从另一蓄热室顶部进入。先经过第二级催化剂床,使气体中残留的 VOCs进一步反响,再经过第二级蓄热床。

  由于有机物的彻底氧化反响为放热反响,因而废气经氧化反响后温度升高,在经过第二级蓄热床时热量由废气传导至蓄热体,然后完结热量收回。完结热量收回的尾气经排气阀出反响器,并由 RCO主风机输送至排气筒排向大气。

  阀组的换向周期能够分为 3个阶段,每个阶段中 3个蓄热式别离处于放热(进气)、蓄热(排气)和吹扫 3种状况,并循环往复。表 1描绘了一个完好的换向周期内各蓄热室的作业状况和各个阀门对应的开关状况。

  换向阀组在进行切换时,大多选用同步开关的阀门动作办法。而多个阀门在一起动作时,其设备调试的难度较高,对换向阀组自身的功能要求较高,蓄热反响呈现工况周期性动摇是具有必定性的。当阀组中某一个阀门与其他阀门动作时刻不同步时(以 2b阀动作时刻较其他阀门慢1~2s为例),则或许呈现以下两个问题。

  (1)当阀组处于阶段一贯阶段二切换过程中时,需求动作的进气和排气阀门为 1a(开→关),1b(关→开),2b(开→关),2c(关→开)。此刻,由于 2b封闭动作较其他阀门动作慢 1~2s,导致阀组存在 1b,2b一起翻开 1~2s的状况。由于1b,2b同归于蓄热室 b,导致自 1b进入且未经反响的 VOCs废气直接从 2b排出,使尾气呈现短时超支现象。

  (2)当阀组处于阶段三向阶段一切换过程中时,需求动作的进气和排气阀门为 1c(开→关),1a(关→开),2a(开→关),2b(关→开)。此刻,由于 2b封闭动作较其他阀门慢 1~2s,导致整个阀组存在一切排气阀悉数封闭 1~2s的状况。此刻上游的 VOCs废气和吹扫空气经增压后仍继续自处于翻开状况的 1a和 3c进入反响器,导致反响器内压力突破紧迫泄压阀。

  事实上,在设备的长周期运转过程中,将阀组的工艺流程规划为同步开关是不具有可靠性的。RCO撬装设备内的阀组动作频频,无法保证设备长周期运转时一直保证一切换向阀组同步开关。

  当某个阀门因硬件原因呈现动作频率反常,则上述 VOCs废气短路直排和反响器憋压的问题将呈现。阀门的数量越多,同步开关的难度也越大。因而,需求对换向阀组的工艺流程进行优化。

  换向阀组次序操控计划能够有用防止同步开关的换向阀组工艺带来的反响器憋压和废气短路直排问题,相邻两个动作之间距离 1~2s,前一个动作的完结作为后一个动作开端的断定依据。详细的操控优化计划见表 2。

  为验证上述工艺优化计划的有用性,在某石化企业 VOCs管理项目施行过程中进行了同步开关和次序操控的比照实验,调查其实践运转状况。

  在 RCO撬装设备进行联合调试的榜首阶段,将换向阀组的动作设置为同步开关,并将蓄热室b对应的排气阀 2b的执行机构人为调慢 2s。反响器内的压力当即呈现剧烈动摇,依据压力表显现,2b翻开动作慢 2s能够导致反响器内部压力从微负压(-0.5kPa)敏捷上升至5kPa以上,并导致设备配套的紧迫泄压阀起跳。一起,RCO撬装设备出口的 VOCs浓度在线剖析设备的检测成果显现,尾气中的 NMHC浓度呈现周期性的超支。

  将 2b的执行机构动作频率调至与其他阀门动作坚持简直共同之后,紧迫泄压阀不再起跳,但反响器内仍旧存在 -0.5~1kPa的压力动摇。一起,在线剖析数据显现,尾气中 NMHC的质量浓度数值动摇削弱,根本能够坚持在 50mg/m³ 以下,完结了合格排放。

  完结换向阀组工艺流程的改造后,RCO撬装设备内不再呈现压力动摇,压力安稳在微负压(-0.5kPa),且尾气中 NMHC的质量浓度安稳在15mg/m3以下,完结了安稳合格排放。在线个检测数据,并在最终一次在线测出数据的一起进行采样剖析,成果见表 3。

  从压力和尾气 NMHC质量浓度的数据呈现平稳趋势来看,次序操控计划行之有用。

  现内行业界的成套设备供货商大多将蓄热反响的安稳运转寄予于设备各组件的可靠性,而没有从工艺规划的视点去躲避由于设备可靠性下降带来的安全和环保合格的危险。

  基于此,提出将换向阀组同步开关的动作办法改为次序操控工艺优化计划。经过工程实践,将换向阀组的动作办法改为次序操控后能够有用地防止 RCO设备呈现周期性的工况动摇,并将出口尾气的 NMHC质量浓度安稳在 15mg/m³以下。

  此外,该办法经过工艺流程的优化下降了设备对阀组运转可靠性的依靠,下降了设备调试的难度。

  该计划针对蓄热反响工艺的优化具有普适性,跟着 RTO/RCO技能在 VOCs管理领域内更多的使用,将会内行业界具有愈加广泛的推行含义。


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