橡胶废气蓄热式热力燃烧法(RTO)处理方案
一、方案背景与废气特性
二、处理目标与设计依据
(一)处理目标
VOCs 去除效率≥99%,处理后排气浓度满足《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB 27632-2011)及当地环保部门相关要求(通常 VOCs 排放浓度≤30mg/m³);
异味去除率≥95%,消除橡胶生产过程中的刺激性异味;
硫化氢、氨气等污染物排放浓度分别≤1mg/m³、15mg/m³;
系统运行稳定,适应废气浓度波动(设计处理浓度范围:1000-10000mg/m³),无二次污染。
(二)设计依据
《中华人民共和国大气污染防治法》《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB 27632-2011);
客户提供的橡胶生产废气排放量、浓度等基础参数(按设计风量 10000-50000m³/h 标准配置,可根据实际工况调整);
《蓄热式热氧化器(RTO)技术要求》(HJ 1286-2023)及相关行业技术规范。
三、RTO 核心处理工艺原理
预热阶段:待处理废气进入第一蓄热室,被陶瓷蓄热砖预热至接近燃烧温度;
燃烧阶段:预热后的废气进入燃烧室,在辅助燃料(天然气 / 柴油)燃烧加热下达到氧化温度,污染物彻底分解;
蓄热阶段:净化后的高温烟气进入第二蓄热室,将热量传递给蓄热砖后,低温烟气经烟囱排放。三室交替切换工作,实现热量的连续回收,热回收效率可达 90%-95%。
四、整体处理系统配置
(一)预处理系统
过滤装置:采用初效 + 中效两级过滤棉,拦截废气中的粉尘(粒径≥10μm)和油雾,过滤效率≥90%,定期更换维护;
冷凝脱水装置:针对高湿度废气,设置冷凝换热器,降低废气湿度(露点≤5℃),避免蓄热体结露堵塞。
(二)RTO 主体设备
结构形式:选用三室方形 RTO,主体材质为 Q235B + 耐高温浇注料(内壁温度≤1000℃),确保设备耐高温、耐腐蚀;
蓄热体:采用蜂窝式陶瓷蓄热砖,比表面积≥300m²/m³,抗压强度≥10MPa,热稳定性好,确保热量高效回收;
燃烧系统:配置低氮燃烧器(NOₓ排放≤30mg/m³),适配天然气 / 柴油燃料,具备自动点火、火焰监测及熄火保护功能;
切换阀:采用气动陶瓷密封阀,密封性能好(泄漏率≤0.5%),切换寿命≥100 万次,确保系统连续稳定运行。
(三)辅助系统
控制系统:采用 PLC 自动控制系统,配备触摸屏操作界面,实现废气浓度监测、温度自动调节、阀门切换、故障报警等功能,可远程监控和操作;
安全系统:设置火焰探测器、压力传感器、温度传感器、泄爆装置(泄爆压力≤0.02MPa)、氮气吹扫装置及紧急排放阀,应对废气浓度超标、熄火、超压等异常情况,确保系统安全;
余热利用系统:若企业有供热需求,可增设余热换热器,回收 RTO 排放烟气的余热(烟气温度约 120-150℃),用于车间供暖或生产用水预热,降低能源消耗。
(四)尾气排放系统
烟囱:采用不锈钢材质,高度≥15m(符合环保要求),配备在线监测采样口;
在线监测系统:安装 VOCs、温度、压力、氧含量在线监测设备,数据实时上传至环保部门监控平台,确保达标排放。
五、关键设计参数
设计参数 | 数值范围 |
处理风量 | 10000-50000m³/h(可定制) |
废气停留时间 | ≥1.5s |
燃烧温度 | 760-850℃ |
热回收效率 | ≥90% |
VOCs 去除效率 | ≥99% |
系统运行压力 | -300~+300Pa |
辅助燃料消耗(天然气) | 当 VOCs 浓度≥2000mg/m³ 时,无需额外补燃 |
设备运行噪音 | ≤85dB(A) |
六、运行保障与维护
(一)运行控制
系统启动时,通过辅助燃料加热燃烧室至设定温度(≥760℃)后,再通入废气,避免低温不完全燃烧;
实时监测废气浓度,当浓度低于 1000mg/m³ 时,自动启动辅助燃烧补充热量;浓度高于 10000mg/m³ 时,开启稀释风阀,降低进气浓度,防止超温;
定期切换蓄热室(切换周期 300-600s),确保热量均匀回收,避免局部过热。
(二)维护保养
预处理过滤棉:根据压差变化(压差≥500Pa)及时更换,一般更换周期为 1-3 个月;
蓄热体:每 6 个月检查一次,清除表面积灰,若出现破损及时更换;
燃烧器:每 3 个月清洁一次喷嘴,检查点火电极和火焰探测器,确保燃烧稳定;
切换阀:每季度检查密封性能和气动执行器,添加润滑油,确保切换灵活。
七、方案优势与环保效益
(一)方案优势
处理效率高:VOCs 去除率≥99%,异味去除效果显著,满足严格环保标准;
能耗低:热回收效率≥90%,当废气中 VOCs 浓度≥2000mg/m³ 时,可实现自维持燃烧,无需额外消耗辅助燃料;
适应性强:可处理不同浓度、不同成分的橡胶废气,浓度波动范围 1000-10000mg/m³ 内稳定运行;
运行稳定:三室结构设计,切换阀寿命长,设备故障率低,年运行时间≥8000h;
环保达标:低氮燃烧器设计,NOₓ排放低,无二次污染。

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