基于RTO的低NOx补燃及VOC高效去除方法及系统与流程

本发明应用于热氧化法去除有机废气环保领域，具体涉及一种基于rto的低nox补燃及voc高效去除方法及系统。

背景技术：

rto(regenerativethermaloxidizer,简称rto),蓄热式氧化炉，是一种高效有机废气治理设备。

在蓄热式热氧化炉中，有机废气在燃烧室进行高温氧化，释放出二氧化碳和水蒸气。废气首先通过一侧的蓄热体进行加热，而后通入到燃烧室当中进行燃烧，燃烧后的排气则通过另外一侧的蓄热体放出热量，使得蓄热体为下一次加热有机废气积蓄热量，待到达切换时间，阀门进行动作，排气和废气反向流动，利用上一循环中蓄积的热量加热废气，同时将燃烧后放出的热量再次蓄积，为下一次切换提供热量基础，以实现rto设备连续的运转。

对于低浓度废气，现有设备通过往燃烧室中补入燃油或天然气以维持其设备运转的热量平衡。此种补燃方式存在较大的隐患，现有rto燃烧室结构紧凑的情况下，补燃燃料集中进入到燃烧室当中，会导致燃烧器周围局部温度过高，燃烧室内部的温度场和流场的均匀性下降，产生大量的nox，导致二次污染。若采用低nox燃烧器，虽然可以在一定程度上解决nox排放高的问题，但无法彻底解决，同时低nox燃烧器价格高昂，则会进一步增加企业的投资成本，故需要改进现有的rto设备补燃方式以解决相应的污染和投资问题。此外，对rto设备，现有情况下则是蓄热体遵循固定时间切换的原则，在工况变化情况时，容易导致voc去除效率低或nox含量高等问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开了基于rto的低nox补燃及voc高效去除方法及系统，该系统具有nox排放量低，设计合理、可处理多种浓度废气、保持voc高水平去除效率等优势。

为达到以上目的，本发明提供一种技术方案：基于rto的低nox补燃及voc高效去除方法，包括如下步骤，步骤一，浓度检测，rto废气经浓度检测仪检测浓度后，浓度检测仪将根据检测到的废气浓度发出a、b、c三个信号，信号a表示高废气浓度，信号b表示正常废气浓度，信号c表示低废气浓度；

步骤二，废气行程切换，步骤一浓度检测仪将根据检测到的废气浓度发出a、b、c三个信号反馈至废气行程切换系统，废气行程切换系统包括a、b、c三个切换通道，a通道表示高废气浓度通过通道，b通道表示正常废气浓度通过通道，c通道表示低废气浓度通过通道，废气行程切换系统将所接收的信号与实时状态进行判断，并相应动作，切换系统动作情况如下：

情况ⅰ：所接收信号与实时行程一致：

废气切换系统不动作，保持原有的切换状态；

情况ⅱ：所接收信号与实时行程不一致：

此时废气切换系统发生动作：

接收信号为a，此时废气行程切换系统动作，切换至a通路，同时补入空气，补入的空气与高浓度有机废气在混合室进行充分的混合，而后通入到下一步；

接收信号为b，此时废气行程切换系统动作，切换至b通路，直接进入到下一步；

接收信号为c，此时废气行程切换系统动作，切换至c通路，同时补入天然气，补入的天然气和低浓度的有机废气在混合室进行充分的混合，而后进入下一步；

步骤三，温控蓄热体切换，完成废气行程切换后的废气废气进入蓄热体a，经蓄热体a蓄热后进入燃烧室内燃烧，燃烧后的废气经蓄热体b放热，放热后的废气经烟囱排出；通过放热蓄热体出口实时温度作为反馈信号对蓄热体进行切换，当放热蓄热体的蓄热温度达到设定值时，执行废气流向切换，废气进入蓄热体b，经蓄热体b蓄热后进入燃烧室内燃烧，燃烧后的废气经蓄热体a放热，放热后的废气经烟囱排出。

优选地，所述废气行程切换系统的abc三个切换通路相互独立，rto设备运转时，废气仅从其中一条通路进入温控蓄热体切换系统进行温控蓄热体切换。

本发明还公开了一种基于rto的低nox补燃及voc高效去除系统，包括依次串联连接的废气浓度监测系统、废气行程切换系统、温控蓄热体切换系统，所述废气浓度检测系统内包括废气输送管道，所述废气输送管道上设有浓度检测仪，所述废气行程切换系统包括混合室，所述废气输送管道连接混合室，所述混合室一侧通过管道连接压缩空气室，所述混合室另一侧通过管道连接天然气室，所述管道上均设有阀门，所述阀门均与浓度检测仪电性连接，即浓度检测仪可电性控制阀门的开关，；所述温控蓄热体切换系统包括并联连接的两个蓄热体、与两个蓄热体一侧连接的燃烧室、与两个蓄热体另一侧连接的烟囱，所述混合室与蓄热体之间分别设有进气管道，所述烟囱与蓄热体之间分别设有排气管道，所述蓄热体均连接蓄热体温控器，所述排气管道和进气管道上均设有阀门。

优选地，排气管道和进气管道上均设有的阀门为气控阀门，所述气控阀门与蓄热体温控器电性连接，所述蓄热体温控器可电性控制气控阀门的开关。

优选地，所述混合室与蓄热体之间设有过滤器。

本发明公开的基于rto的低nox补燃及voc高效去除方法与现有技术相比，具有如下有益效果：

1．通过改进补燃方式，消除由于燃料的集中氧化带来的nox的高排放，达到零nox污染排放，同时可节省燃料达20%以上；

2．适应多种浓度的有机废气，包括高浓度、低浓度和正常浓度；

3.降低对燃烧器的性能要求，在既降低nox的排放的同时摆脱对昂贵的低nox燃烧器的依赖,降低设备成本；

4.rto设备内废气流向根据蓄热体出口温度进行合理切换，提高voc去除效率；

5.降低企业在环保方面的投资成本，促进rto设备的推广，节能减排，保护环境。

6.本发明可以在不大幅改变设备结构的基础上实现低nox燃烧，降低对燃烧器的性能要求，放弃使用价格昂贵的低nox燃烧器，减少投资成本；另一方面可以实现高水平voc去除效率，通过燃料喷射进入有机废气充分混合，大大改善燃烧效率，燃烧室内的燃烧温度分布非常均匀，产生“无火焰燃烧flamelesscombustion“的效果，比燃烧器燃烧方法节省燃料可达20%以上，同时实现nox的零排放。

本发明公开的一种基于rto的低nox补燃及voc高效去除系统与现有技术相比，具有如下有益效果：

1．本发明公开的基于rto的低nox补燃及voc高效去除系统有效的改进废气补燃问题，浓度检测信号及时反馈，有效快速的补给天然气或空气，达到低nox补燃、voc高效去除的效果；

2．本发明公开的基于rto的低nox补燃及voc高效去除系统有效的解决蓄热体遵循固定时间切换问题，蓄热体切换效果好，切换速度快，达到低nox补燃、voc高效去除的效果；

3.系统整体设计合理，占地面积小，操作简单，实用性强；

4.设备成本低，环保效果好，保护环境。

附图说明

图1为本发明基于rto的低nox补燃及voc高效去除方法的流程框图；

图2为本发明基于rto的低nox补燃及voc高效去除系统的结构示意图。

图中：蓄热体b1、燃烧室2、蓄热体a3、鼓风机4、过滤器5、空气进口阀门6、压缩空气储气室7、浓度监测仪8、废气进口阀门9、混合室10、天然气储气室11、天然气进气阀12、蓄热体温控器13、引风机14、烟囱15、废气输送管道16、浓度监测系统s1、废气行程切换系统s2、温控蓄热体切换系统s3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

图1为本发明公开的方法的流程框图，图中箭头为rto有机废气的流动方向。如图1所示基于rto的低nox补燃及voc高效去除方法，包括如下步骤，

步骤一，浓度检测，rto有机废气（vocs）经浓度检测仪进行浓度检测后，浓度检测仪将根据检测到的废气浓度发出a、b、c三个信号，信号a表示高废气浓度，信号b表示正常废气浓度，信号c表示低废气浓度；

步骤二，废气行程切换，步骤一浓度检测仪将根据检测到的废气浓度发出a、b、c三个信号反馈至废气行程切换系统，废气行程切换系统包括a、b、c三个切换通道，a通道表示高废气浓度通过通道，b通道表示正常废气浓度通过通道，c通道表示低废气浓度通过通道，废气行程切换系统将所接收的信号与实时状态进行判断，并相应动作，切换系统动作情况如下：

情况ⅰ：所接收信号与实时行程一致：

废气切换系统不动作，保持原有的切换状态；

情况ⅱ：所接收信号与实时行程不一致：

此时废气切换系统发生动作：

接收信号为a，此时废气行程切换系统动作，切换至a通路，同时补入空气，补入的空气与高浓度有机废气在混合室进行充分的混合，均匀废气通入到下一步；

接收信号为b，此时废气行程切换系统动作，切换至b通路，均匀废气直接进入到下一步；

接收信号为c，此时废气行程切换系统动作，切换至c通路，同时补入天然气，补入的天然气和低浓度的有机废气在混合室进行充分的混合，均匀废气进入下一步；

步骤三，温控蓄热体切换，完成废气行程切换后的废气进入蓄热体切换系统，首先均匀废气进入蓄热体a，经蓄热体a蓄热后进入燃烧室内燃烧，燃烧后的废气经蓄热体b放热，放热后的废气经烟囱排出；通过放热蓄热体出口实时温度作为反馈信号对蓄热体进行切换，当放热蓄热体的蓄热温度达到设定值时，执行废气流向切换，废气进入蓄热体b，经蓄热体b蓄热后进入燃烧室内燃烧，燃烧后的废气经蓄热体a放热，放热后的废气经烟囱排出。蓄热体切换系统动作情况如下：

运转情况ⅰ：经过混合室浓度均匀的废气首先经蓄热体a，废气和蓄热体之间发生换热，蓄热体a温度下降，废气温度上升，而后在燃烧室进行氧化燃烧，随后燃烧后的烟气（co2、h2o）经过蓄热体ｂ，在蓄热体b中发生换热，蓄热体ｂ温度上升，烟气温度下降，随后从蓄热体b中排出。运转过程中，蓄热体a内布有热电偶，当蓄热体温度下降到设定温度后，蓄热体切换系统相应，rto设备内烟气、废气流向反向，进入运转情况ⅱ。

运转情况ⅱ：蓄热体切换系统响应之后，经过混合室浓度均匀的废气首先经蓄热体b，废气和蓄热体之间发生换热，蓄热体b温度下降，废气温度上升，而后在燃烧室进行氧化燃烧，随后燃烧后的烟气（co2、h2o）经过蓄热体a，在蓄热体a中发生换热，蓄热体a温度上升，烟气温度下降，随后从蓄热体a中排出。运转过程中，蓄热体b内布有热电偶，当蓄热体温度下降到设定温度后，蓄热体切换系统相应，rto设备内烟气、废气流向反向，进入运转情况ⅰ。

在本实施例中，废气行程切换系统的abc三个切换通路相互独立，rto设备运转时，废气仅从其中一条通路进入温控蓄热体切换系统进行温控蓄热体切换。

实施例2

如图2所示的一种基于rto的低nox补燃及voc高效去除系统，包括依次串联连接的废气浓度监测系统s1、废气行程切换系统s2、温控蓄热体切换系统s3，废气浓度检测系统内包括废气输送管道16，废气输送管道上设有浓度检测仪8，并在废气输送管道上设有废气进口阀门9，浓度检测仪设置在废气输送管道上在线监测管道内输送的废气浓度，废气行程切换系统包括混合室10，废气输送管道另一端连接混合室，混合室一侧通过管道连接压缩空气室7，压缩空气室与混合室之间的管道上设有空气进口阀门6，混合室另一侧通过管道连接天然气室11，天然气室与混合室之间的管道上设有天然气进气阀12，空气进口阀门和天然气进气阀均与浓度检测仪电性连接，即浓度检测仪可电性控制阀门的开关；温控蓄热体切换系统包括并联连接的两个蓄热体、与两个蓄热体一侧连接的燃烧室2、与两个蓄热体另一侧连接的烟囱15，两个蓄热体为蓄热体a3、蓄热体b1，混合室与两个蓄热体之间分别设有进气管道，进气管道上设有鼓风机4，鼓风机方便混合室内混合好的废气进入蓄热体，烟囱与两个蓄热体之间分别设有排气管道，排气管道上设有引风机14，方便处理后的废气进入烟囱，两个蓄热体均连接蓄热体温控器13，排气管道和进气管道上均设有阀门。

优选地，排气管道和进气管道上均设有的阀门为气控阀门，气控阀门与蓄热体温控器电性连接，蓄热体温控器可电性控制气控阀门的开关。

优选地，混合室与蓄热体之间设有过滤器5。过滤器可有效的对混合后的均匀废气进行过滤，便于后续的燃烧。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。