一种嵌入换热设备的集成式RTO系统的制作方法

一种嵌入换热设备的集成式rto系统
技术领域
1.本发明涉及一种嵌入换热设备的集成式rto系统，属于废气处理技术领域。


背景技术：

2.挥发性有机化合物voc(volatile organic compounds)是大气污染物的重要组成部分，其主要来源于石油化工、医药生产、涂料装饰、交通运输、垃圾贮存等过程。vocs与so2、nox等生成的硫酸盐、硝酸盐一起，在光的作用下会生成以pm2.5细小颗粒物为主的霾，对人体健康造成严重影响。现有技术中，针对于vocs治理工艺主要有吸收法、直接吸附法、吸附 燃烧法、低温等离子法、生物法等，其中应用最为广泛的是吸附 燃烧法，主要包括催化燃烧(co)、蓄热式燃烧(rto)和蓄热式催化燃烧(rco)等技术。
3.目前，针对于高浓度vocs废气处理的rto设备，由于投资预算、空间布置等经济性因素影响以及现有技术限制，经常会出现顶部超温的问题，从而影响设备安全和寿命。为了避免该问题的出现，通常做法是在rto顶部加装热旁通并根据燃烧室温度自动调节阀门开度，经热旁通排出的气体属洁净气体，但其排烟温度高达850℃以上，必须处理才能满足安全排放标准。针对此类设计，目前的通用做法为热旁通后加装换热器或余热锅炉等设备，对多余热量进行吸收，同时可制备蒸汽、热水等产物，换热设备后的排烟温度在200
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300℃左右，可满足安全排放要求，但从综合能效方面来看，仍然存在很大程度的能源浪费，而且rto系统与余热锅炉系统组合，管道布置工艺复杂，占地空间较大，往往还存在技术工艺不匹配问题。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：目前，针对于高浓度vocs废气处理的rto设备，由于投资预算、空间布置等经济性因素影响以及现有技术限制，经常会出现顶部超温的问题，从而影响设备安全和寿命的问题。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种嵌入换热设备的集成式rto系统，所述rto设备内设有燃烧室，燃烧室顶部设有点火装置，燃烧室下方设有多个依次排列的功能室，燃烧室顶部相对于相邻功能室之间设有嵌入式换热设备，高浓度vocs废气进气管通过阀门连接引风系统，引风系统与每个功能室的底部通过阀门连通，每个功能室的底部分别通过阀门连接烟囱，其特征在于，所述高浓度vocs废气进气管还通过阀门与应急旁通管路连接，应急旁通管路的出气口连接烟囱；当设备处理异常工况时，所述高浓度vocs废气进气管中的高浓度vocs废气直接通入烟囱或通过应急旁通管路排到烟囱。
6.优选地，所述的功能室依次包括清洗室、加热室、冷却室。
7.优选地，每个所述功能室的底部分别通过阀门与引风系统的进气口连接。
8.优选地，所述引风系统的进气口还通过新风阀连通新风系统。
9.更优选地，所述rto设备开机后，通过新风系统引进的新风对系统进行吹扫升温。
10.优选地，所述引风系统由风机电机驱动，其由变频器控制。
11.优选地，所述嵌入式换热设备包括给水系统、水冷壁管及汽包，水冷壁管排布在燃烧室中，在反应过程中，850℃以上的高温烟气对水冷壁持续进行加热，给水在管内受热变成蒸汽进入汽包，经汽包内汽水分离器调节后将高品位蒸汽排出供其它生产设备使用。
12.优选地，所述高浓度vocs废气进气管内的高浓度vocs废气进入rto设备进行热力氧化，经氧化分解作用后产生co2和水，变为干净的气体通过rto设备中功能室底部的管道排至烟囱。
13.优选地，所述嵌入式换热设备下方设有燃烧室风量控制阀，其主要作用为对燃烧室内风量进行动态调节控制，防止燃烧过程中水冷壁受热不均产生局部超温，同时保证汽包内蒸汽压力及温度。
14.本发明提出了一种将换热设备嵌入rto的集成式高浓度vocs废气处理系统，该系统不仅能解决处理高浓度vocs的rot设备顶部超温问题，而且对原有工艺系统进行了产品化、集成化的实现，一方面避免了在设计安装过程中rto系统与余热锅炉系统的技术工艺不匹配等问题，另一方面从经济性上，集成化系统大大节约了占地空间，减少了复杂的外部连接管道布置，再者避免了传统工艺设备在换热后仍然存在的能源损耗的问题，对综合系统能效实现了优化提升。此外，将换热设备嵌入rto系统，从原理上实现了换热设备对rto蓄热体高温部分的功能替代，更是极大程度提高了系统的综合热处理能力。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
16.1、有效解决含高浓度vocs废气处理rto的顶部超温问题；
17.2、对原有工艺系统进行了产品化、集成化的实现。一方面避免了在设计安装过程中rto系统与余热锅炉系统的技术工艺不匹配等问题，另一方面从经济性上，集成化系统大大节约了占地空间，减少了复杂的外部连接管道布置，再者避免了传统工艺设备在换热后仍然存在的能源损耗的问题，对综合系统能效实现了优化提升；
18.3、从原理上实现了换热设备对rto蓄热体高温部分的功能替代，极大程度提高了系统的综合热处理能力。
19.4、从根本上解决了传统工艺所带来的能源损耗、管道布置复杂、占地面积大等生产效益问题。
附图说明
20.图1为本发明提供的嵌入换热设备的集成式rto系统的示意图。
具体实施方式
21.为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
22.实施例
23.如图1所示，为本发明提供的一种嵌入换热设备的集成式rto系统，其包括rto设备4，rto设备4内设有燃烧室，燃烧室顶部设有点火装置7，燃烧室下方设有三个依次排列的功能室，依次为清洗室、加热室、冷却室。燃烧室顶部相对于相邻功能室之间设有嵌入式换热设备5，嵌入式换热设备5下方设有燃烧室风量控制阀6。
24.高浓度vocs废气进气管8通过阀门b连接引风系统3，引风系统3与清洗室、加热室、冷却室的底部分别通过阀门d、阀门g、阀门j连通，清洗室、加热室、冷却室的底部分别通过
阀门f、阀门i、阀门l连接烟囱9。清洗室、加热室、冷却室的底部分别通过阀门e、阀门h、阀门k与引风系统3的进气口连接。
25.所述高浓度vocs废气进气管8还通过阀门a与应急旁通管路1连接，应急旁通管路1的出气口连接烟囱9。
26.当设备处理异常工况时，所述高浓度vocs废气进气管8中的高浓度vocs废气直接通入烟囱9或通过应急旁通管路1直接排到烟囱9。
27.所述引风系统3的进气口还通过新风阀c连通新风系统2。
28.所述rto设备4开机后，通过新风系统2引进的新风对系统进行吹扫升温。
29.所述引风系统3由风机电机驱动，其由变频器控制。
30.所述嵌入式换热设备5包括给水系统、水冷壁管及汽包，水冷壁管排布在燃烧室中，在反应过程中，850℃以上的高温烟气对水冷壁持续进行加热，给水在管内受热变成蒸汽进入汽包，经汽包内汽水分离器调节后将高品位蒸汽排出供其它生产设备使用。
31.所述高浓度vocs废气进气管8内的高浓度vocs废气进入rto设备4进行热力氧化，经氧化分解作用后产生co2和水，变为干净的气体通过rto设备中功能室底部的管道排至烟囱9。