Transcript RTO技術紹介資料

VOC 热氧化 系统技术介绍
FINE TECHNOLOGY
FOR
REGENERATIVE THERMAL OXIDIZER
SH EI
TOTAL ENERGY CREATOR
株式会社正英製作所
SHOEI MFG.CO.,LTD.
VOC的定义
VOC是什么?
Volatile Organic Compounds／挥发性有机化合物
在常温常压的大气中容易挥发的有机化合物的总称，略称VOC。
具体例:甲苯、苯、氟里昂类等，但如LPG、甲烷、乙烷等光
化学反应低的除外。
VOC的特征
•
•
•
在大气中与 NOX光化学反应生成O3产生烟雾
产生异味(大部分的VOC是恶臭物质)
有毒性物质(大部分的物质本身带毒性)
Sunlight
Additional
氧气
+
氮气氧化物
VOC
臭氧
+
VOC
VOC
VOC
水分
臭氧及光化学 生成烟雾的过程
Smog
VOC氧化示意图
*
VOC Incineration
Oxidation VOC’s
1.高温氧化
HC’s
+
O2
高温
H2O
(750 ~ 850 ℃)
+
CO2
+
CO2
2.催化氧化学 Oxidation
HC’s
+
O2
催化
(250 ~ 480 ℃)
H2O
Other VOC Removal System : Adsorption, Bio Filtration, Scrubbing, Condensation..
VOC氧化三要素
*
3T’s for VOC Oxidation
1st T. VOC Destruction
Temperature
温度
1
2
時間
3T
3
混合
2nd T. Residence Time
3rd T. Mix the Process Gas
VOC 去除(回收) 技术及动向
Catalytic Oxidizer
(触媒氧化)
Destruction Device
(分解/破坏技术)
Thermal Oxidizer
(热焚烧)
Very Effective
(高效率)
处理效果
RCO (蓄热式)
CTO (热回收式)
RTO (蓄热式)
TO (热回收式
Adsorbers
(吸收方式)
活性碳, 沸石 等
Condensers
(浓缩方式)
热交换器,冷媒净化
Recovery Device
(回收技术)
Less Effective
(低效率)
Absorbers
(吸收方式)
Flares, Boilers
(其他方式)
VOC 设备的适用(风量, 浓度)
[283NCMM]
[566]
[850]
[1132]
[1415]
[1698NCMM]
VOC 去除设备优缺点比较
区分
热焚烧
触媒
氧化
浓缩
设备名
优点
缺点
适用工程
[TO] – 热焚烧
Recuperative Thermal
Oxidizers
•初期投资成本少
•可回收2次热量
•设备紧凑
•运行成本高(燃料费)
•机器寿命限制
•使用温度限制
•中风量处理
•VOC 高浓度工程
•涂装, 印刷等
[RTO] – 蓄热氧化
Regenerative Thermal
Oxidizers
•运行成本低
•有高的信赖性
•机器寿命长
•初期投资成本高
•有脉动
•50 NCMM 以上风量
•低浓度广范围内适用
[CTO] – 触媒氧化
Recuperative Catalytic
Oxidizers
•比较低的运行成本
•设备轻比较紧凑
•初期投资成本高
•触媒交换费用高
•发生触媒毒
•高浓度 VOC 处理
•850 NCMM 以内风量
•适用表面涂装行业
[RCO] – 蓄热触媒氧化
Regenerative Catalytic
Oxidizers
•低的运行成本(最低)
•有高的信赖性
•机器寿命长
•高的投资投资
•有脉动
•触媒毒
•适用于干净的VOC生
产线
•低的 VOC 浓度
•50 NCMM 以上风量
[RCA] – 浓缩机
Rotor Concentrator
•设备紧凑化
•维修费用少
浓缩机交换
(5~7年周期)
•适用于大风量低浓度
的半导体工程等
•汽车涂装工程等
各蓄热氧化设备优缺点比较
区分
2-Can RTO/RCO
3-Can RTO/RCO
1-Can RTO/RCO
开发变迁史
3-CAN RTO 以前
1-CAN RTO 以前
1990年代后期
特征
IN, OUT S/W 方式
IN, OUT 及净化方式
ROTARY VALVE 方式
优缺点
1)
2)
3)
4)
构造简单.
设施费比较低廉.
运转容易.
VOC分解效率低.
(约95%)
5) 没有吹扫功能.
6) 阀门切换时气密性弱.
7) 发生脉动现象.
1)
2)
3)
4)
5)
设备比较高价.
构造复杂.
占地面积大.
运转比较复杂.
VOC分解效率高。
(约98%)
1) 设备比较高价.
2) VOC分解效率高．
(约98%)
3) 占地面积小.
4) 运转容易.
5) 没有脉动现象．
净化
不可能
可能
可能
初期投资成本
中
大
小
维持管理费
中
大
小
分解效率(%)
95% 以上
99% 以上
98% 以上
热回收率(%)
95% 以上
95% 以上
95% 以上
各蓄热氧化设备优缺点比较
区分
2-Can RTO/RCO
3-Can RTO/RCO
1-Can RTO/RCO
开发变迁史
3-CAN RTO 以前
1-CAN RTO 以前
1990年代后期
特征
IN, OUT S/W 方式
IN, OUT 及Purge方式
ROTARY VALVE 方式
1)
2)
3)
4)
优缺点
构造简单.
设施费比较低廉.
运转容易.
破坏效率低.
(约95%)
5) 没有吹扫机能.
6) 阀门切换时气密性弱.
7) 发生脉动现象.
1)
2)
3)
4)
5)
设备比较高价.
构造复杂.
占地面积大.
运转比较复杂.
VOC分解效率高。
(约98%)
1) 设备比较高价.
2) VOC分解效率高．
(约98%)
3) 占地面积小.
4) 运转容易.
5) 没有脉动现象．
吹扫
不可能
可能
可能
分解效率(%)
95% 以上
98% 以上
99% 以上
热回收率(%)
95% 以上
95% 以上
95% 以上
VOC 焚烧设备介绍(1/6)
Direct Thermal Oxidizer [DTO: 直燃焚烧装置]
Emer. Exhaust
AD-01
VLA
AD-03
适用事例
VFD Ctrl.
AD-02
•PRINT & COATING
•CABLE
•PAINTING PROCESS
200℃
FN-01
To Oven
564℃
HE-02
Sec. H/E
760℃= 564+△T+燃料
CC-01
Comb. Chamber
(燃烧室)
BN-01
Burner
Fuel
HE-01
Primary
H/E
TO-01
Thermal oxidizer
燃烧原理
700~760℃ 氧化
CnHm + O2 → nCO2 + mH2O + heat [=ΔT]
设备特征
热回收
n= 65%
396℃
Fresh Air
运转方式
Fan
Start
[1/3]
FN-03
ST-01
Stack
•适用于小·中风量
•高浓度 VOC Gas 99%
处理
•1次热交换器热回收65%
•2次热交换器使用可
•入口温度及VOC的浓度低
时耗能大
PLC, PLC+Touch
Burner
Start
Temp. Control at
SP (=730~760℃)
Fan VFD Control
(静压控制, 正常运转)
VOC 焚烧设备介绍(2/6)
适用事例
Catalytic Thermal Oxidizer [CTO: 触媒燃烧装置]
Emer. Exhaust
AD-01
VLA
AD-03
AD-02
350℃
VFD Ctrl. 200℃
设备特征
FN-01
Catalyst
BN-01
Burner
300~350℃
Fuel
•PRINT & COATING
•CABLE
•PAINTING PROCESS
FN-02
Comb. Air Blower
430℃ HE-01
280℃
热回收
Primary n= 65%
H/E
△T=80℃
CC-01
发热上升
Combustion Chamber (无燃料运转)
(燃烧室)
430℃= 350+△T(80)+燃料(0)
燃烧原理
300~350℃ 氧化
CnHm + O2 → nCO2 + mH2O + heat [=ΔT]
VOC 触媒[Pt]
ST-01
Stack
运转方式
Fan
Start
[1/3]
•适用于小·中风量
•高浓度VOC 95~98% 处理
•1次热交换器热回收65%
•2次热交换器使用可
•入口温度及VOC浓度低时，燃
料费负担大
•根据触媒后端温度选定触媒
(550℃ 以下:白金,
550℃ 以上:钯)
•触媒后端温度控制在 650℃
以下，防止触媒热化．
•有触媒毒时使用不可
PLC, PLC+Touch
Burner
Start
Temp. Control at
SP (=300~350℃)
Fan VFD Control
(静压控制, 正常运转)
触媒毒的种类及对策
种类
活性底下程度
再生
老化构成
对策
有机硅胶化合物
强
可能
在触媒表面上覆盖触媒金属
设置前处理剂
再生处理
有机磷化合物
在低浓度下一次受毒
在高浓度下永久受毒
依存于浓
度.
生成白金和磷化合物
设置前处理剂
交换触媒
盐酸化合物
在低浓度下一次受毒
在高浓度下永久受毒
药品洗涤
可能
~350℃ 被触媒强烈吸附
350℃ 以上不是触媒毒
处 理 温 度 上 升
使用卤化触媒
有机金属化合物
(Hg, As, Pb)
非常强
不可能
与白金生成合金化
设置前处理剂
交换触媒
硫磺化合物
(SO2,H2S 等)
在低浓度下一次受毒
在高浓度下永久受毒
可能
不可能
~350℃ 被触媒强烈吸附
350℃ 以上不是触媒毒
处理温度上升
交换触媒
黑炭,微粒子粉尘
等
弱
可能
触媒表面受物理性毒
500℃ 加热处理.
再生处理
粉尘
弱
可能
触媒表面受物理性毒
设置过滤网. 用空
气, 水等洗涤
VOC 焚烧设备介绍(3/6)
Rotary 1-Can RTO [ RTO : 蓄热式燃烧装置]
设备特征
•小·中风量低浓度VOC 98%
以上处理[压力变动一定]
•在触摸控制画面上可自动诊
断设备可以手动·自动运转
•占地面积小.
•恶臭及VOC分解效率高
(99.5%以上)
燃烧原理
800 [350]℃ 氧化
CnHm + O2 → nCO2 + mH2O + heat [=ΔT]
RCO=VOC 触媒
[Pt]
运转方式
Fan
Start [1/3]
PLC+Touch or PLC+PC
Rotating
R-valve
Burner Temp. Control
(RTO:815℃,RCO:350℃)
Burner
Start
On-line at 600℃
(RCO:300℃)
Fan VFD Control
(静压控制, 正常运转)
VOC 焚烧设备介绍(4/6)
适用事例
3-Chamber RTO [ RTO: 蓄热式燃烧装置 ]
815℃=蓄热温度(200+蓄热体)+△T(50)+燃料(0) SP=815℃
*T.E.R (95%) = Mo(815-250) / Mi(815-230)
TE
△T=50℃
Emer. Exhaust
发热上升
(无燃料运转)
M
•PRINT & COATING
•CABLE, CCL OVEN
•PAINTING PROCESS
•CHEMICAL & PAPER
SP=850℃
Fuel
C.A.
Hot
By-pass
FN-02
BN-01
设备特征
3 Chamber
P
CATALYST
P
CATALYST
•大风量低浓度VOC 99%
以上处理
•利用蓄热体可自行热回收
95% 以上
•设备占用面积增加
•在触摸控制画面上可自动
诊断设备并可以手动·自
动运转
•阀门切换时RTO前端风道
发生压力变动
CATALYST
VLA
PT
P
SP= -20 mmAq
(Max.±3mmAq)
I
P
P
FRESH
AIR
P
Out
Purge
P
230℃
VFD
P
P
P
P
ST-01
Stack
P
250℃
FN-01
燃烧原理
815 [350]℃ 氧化
CnHm + O2 → nCO2 + mH2O + heat [=ΔT]
RCO=VOC 触媒 [Pt]
In
P
运转方式
Fan
Start [1/3]
PLC+Touch or PLC+PC
Valve
Switching
Burner Temp. Control
(RTO:815℃,RCO:350℃)
Burner
Start
On-line at 600℃
(RCO:300℃)
Fan VFD Control
(静压控制, 正常运转)
VOC 焚烧设备介绍(5/6)
适用事例
2-Chamber RTO [ RTO: 蓄热式燃烧装置 ]
SP2=850℃(400℃)
SP1=815℃(350℃)
815℃=蓄热温度(200+蓄热体)+△T(50)+燃料(0)
*T.E.R (95%) = Mo(815-230) / Mi(815-200)
P
P
VLA
Fuel
发热上升 TE
(无燃料运转)
BN-01
CATALYST
SP= -20 mmAq
(Max.±3mmAq)
蓄热体
I
TIR
P
热回收
n=95%
P
P
设备特征
C.A.
2 Chamber
PT
FRESH
AIR
M
△T=50℃
Emer. Exhaust
•PRINT & COATING
•CABLE, CCL OVEN
•PAINTING PROCESS
•CHEMICAL & PAPER
•大风量低浓度VOC 95%
以上处理
•利用蓄热体可自行热回收
95% 以上
•设备占用面积小
•在触摸控制画面上可自动诊
断设备,并可以手动·自动运
转
•阀门切换时RTO前端的风
管静压发生变动
FN-02
CATALYST
P
P
ST-01
Stack
P
200℃
230℃
VFD
FN-01
燃烧原理
815 [350]℃ 氧化
CnHm + O2 → nCO2 + mH2O + heat [=ΔT]
RCO=VOC 触媒 [Pt]
运转方式
Fan
Start [1/3]
PLC+Touch or PLC+PC
Valve
Switching
Burner Temp. Control
(RTO:815℃,RCO:350℃)
Burner
Start
On-line at 600℃
(RCO:300℃)
Fan VFD Control
(静压控制, 正常运转)
VOC 焚烧设备介绍(6/6)
Rotor Concentrator & Recuperative Thermal Oxidizer
[RCA+DTO: 浓缩机和直燃焚烧设备]
VFD
VLA
吸附=25℃
28℃[ Q=9/10 ] Clean Air
冷却=25℃
80℃[ Q=1/10]
FN-01
RC-01
Rotor Concentrator
•SEMI-CONDUCTOR
•PAINTING BOOTH
45℃ •ELECTRONICS
设备特征
脱离=180℃
60℃[ Q=1/10]
FN-03
FN-02
496℃
730℃= 496+△T+燃料
194℃
HE-01
CC-01
热回收
Primary
Combustion
n= 65%
H/E
Chamber
ST-01
295℃ HE-02
BN-01
TO-01
Stack
Burner Thermal oxidizer
Secondary H/E
AD-01
Fuel
运转原理
1) 在RCA风量的90%的 VOC 被吸附(95% 去除) 后排出
2) 剩余的10%作为转子的冷却空气使用
3) 经过1st, 2nd H/E温度上升到180℃
4) 通过转子的脱附区作为脱附空气使用
如上述,风量减少 1/10, 浓度增加约10倍的含VOC 的空气进入到
焚烧炉被热氧化处理.
运转方式
Fan
Start
[1/3]
适用事例
•大风量低浓度VOC 95%
以上处理
[RCA:95%,DTO:99%]
•与生产过程隔离．稳定的
运转并维修保养容易.
•在触摸控制画面上可自动诊
断设备并可以手动·自动运转
•转子的价格比较贵，但比RT
O便宜，设备占用面积小.
PLC+Touch or PLC+PC
Rotor
Rotation
Burner
Start
Temp. Control
at
730~760℃
Fan VFD
Control
(静压控制,
正常运转)