基于蓄熱式焚燒爐的彩涂線廢氣處理及熱回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于冶金行業(yè)中鋼板的彩涂線生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及彩涂線生產(chǎn)中產(chǎn)生的有機化合物(VOC)廢氣處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]VOC是揮發(fā)性有機化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫。美國ASTMD3960-98標準將VOC定義為任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機化合物，它們不僅對人體的各種器官有刺激作用，而且具有一定的毒性，有些會產(chǎn)生“三致”效應(yīng)，對人體和環(huán)境產(chǎn)生極大的危害，其中的甲苯、二甲苯在溶劑分類中屬于中等毒性溶劑，對人體具有麻醉、刺激作用。高濃度時對神經(jīng)系統(tǒng)有毒害作用。根據(jù)最新的研宄資料表明，甲苯、二甲苯進入大氣層后會產(chǎn)生一定的光電反應(yīng)，對臭氧層有一定的破壞作用。彩涂板生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量揮發(fā)性有機化合物(VOC)氣體(含量為8-12g/Nm3)，其中就含有甲苯，二甲苯、醚類、酯類、酮類和醇類。這些廢氣不經(jīng)過處理直接排放，即污染環(huán)境，又將有機化合物自身攜帶的熱能白白浪費掉。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，處理VOC廢氣一般采用蓄熱式焚燒爐。RTO是蓄熱式焚燒爐(Regenerative Thermal Oxidizer)的縮寫形式。RTO的工作原理是將有機廢氣進入蓄熱室的陶瓷蓄熱體(該陶瓷蓄熱體“貯存”了上一循環(huán)的熱量)，陶瓷蓄熱體放熱降溫，而有機廢氣吸熱升溫，廢氣離開蓄熱室后以較高的溫度進入氧化室。有機廢氣在氧化室中由燃燒器加熱升溫至氧化溫度800°C，使其中的VOC成分分解成二氧化碳和水，由于廢氣已在蓄熱室內(nèi)預(yù)熱，燃料耗量大為減少或者不需要補充燃料。氧化室有兩個作用:一是保證廢氣能達到設(shè)定的氧化溫度，二是保證有足夠的停留時間使廢氣中的VOC充分氧化，廢氣在氧化室中焚燒，成為凈化的高溫氣體后離開氧化室，進入蓄熱室(在前面的循環(huán)中已被冷卻)，放熱降溫后排出，而蓄熱室吸收大量熱量后升溫(用于下一個循環(huán)加熱廢氣)。
[0004]同時，在現(xiàn)有技術(shù)中，處理廢氣一般還使用VOC濃縮轉(zhuǎn)輪。VOC濃縮轉(zhuǎn)輪分為處理區(qū)，再生區(qū)和冷卻區(qū)，濃縮轉(zhuǎn)輪在各個區(qū)內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)。含有有機化合物的廢氣進入VOC濃縮轉(zhuǎn)輪的處理區(qū)。在處理區(qū)內(nèi)廢氣中的VOC被吸附到吸附劑上，凈化了的廢氣變成潔凈氣后通過煙囪外排入大氣。吸附于濃縮轉(zhuǎn)輪中的V0C，再在生區(qū)經(jīng)熱風(fēng)脫附后，濃縮程度大達5-15倍，并隨熱風(fēng)一起供入RTO裝置焚燒裂解處理。伴隨轉(zhuǎn)輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，濃縮轉(zhuǎn)輪進入冷卻區(qū)冷卻，冷卻后的轉(zhuǎn)輪再進入吸附區(qū)進入下一個循環(huán)。
[0005]中國專利CN103007682A公開了一種基于濃縮轉(zhuǎn)輪和RTO的涂裝車間廢氣處理方法及系統(tǒng)，該方法就是利用VOC濃縮轉(zhuǎn)輪和蓄熱式焚燒爐RTO來處理VOC氣體，該方法能夠顯著凈化排入大氣的氣體，但是該方法需要消耗大量的能量，在轉(zhuǎn)輪再生過程中需要消耗大量的能量來產(chǎn)生熱風(fēng)來加熱再生區(qū)。同時，蓄熱式焚燒爐RTO產(chǎn)生的熱能沒有經(jīng)過利用就排入大氣，造成了這些高品位能源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是提供一種基于RTO的彩涂線廢氣處理及熱回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠充分利用蓄熱式焚燒爐RTO產(chǎn)生的熱能，使得該系統(tǒng)消耗的能量大大減少，同時，該系統(tǒng)還能達到冷熱聯(lián)產(chǎn)的效果。
[0007]本實用新型公開了一種基于RTO的彩涂線廢氣處理及熱回收的系統(tǒng)，包括:蓄熱焚燒爐:將底涂固化爐和面涂固化爐排出的高溫高濃度揮發(fā)性有機化合物廢氣經(jīng)高溫廢氣收集管道送入蓄熱焚燒爐的氧化室中燃燒，成為凈化的高溫潔凈氣體；該系統(tǒng)還包括熱能回收系統(tǒng)，熱能回收系統(tǒng)包括高溫?zé)犸L(fēng)風(fēng)機和換熱器，連接蓄熱焚燒爐中排出的高溫潔凈氣體。
[0008]本實用新型還公開了一種基于RTO的彩涂線廢氣處理及熱回收的系統(tǒng)，包括:濃縮轉(zhuǎn)輪:將底涂機房和面涂機房排出的低溫低濃度的揮發(fā)性有機化合物廢氣，通過低溫廢氣收集管道送入濃縮轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)，使所述的揮發(fā)性有機化合物廢氣被吸附區(qū)對應(yīng)的扇面的吸附劑吸附；蓄熱焚燒爐:將底涂固化爐和面涂固化爐排出的高溫高濃度揮發(fā)性有機化合物廢氣經(jīng)高溫廢氣收集管道送入蓄熱焚燒爐；同時從高溫廢氣收集管道的有機化合物廢氣經(jīng)高溫廢氣與從濃縮轉(zhuǎn)輪的高溫脫附區(qū)內(nèi)脫附出來的熱空氣的混合氣體，供入蓄熱焚燒爐氧化室中燃燒，成為凈化的高溫潔凈氣體；該系統(tǒng)還包括熱能回收系統(tǒng)，熱能回收系統(tǒng)包括高溫?zé)犸L(fēng)風(fēng)機和換熱器，連接蓄熱焚燒爐中排出的高溫潔凈氣體。
[0009]利用熱能回收系統(tǒng)的熱量來加熱濃縮轉(zhuǎn)輪的脫附區(qū)。
[0010]所述的熱能回收系統(tǒng)包括高溫?zé)犸L(fēng)風(fēng)機和換熱器；蓄熱焚燒爐產(chǎn)生的部分高溫潔凈氣體，通過高溫?zé)犸L(fēng)風(fēng)機進入底涂固化爐和面涂固化爐，用于整線爐區(qū)加熱；還有一部分高溫潔凈氣體進入換熱器，同時利用熱風(fēng)風(fēng)機將冷空氣與換熱器換熱升溫至熱風(fēng)，通過熱風(fēng)管道供應(yīng)至彩涂線的熱風(fēng)吹掃裝置、密封氣幕，濃縮轉(zhuǎn)輪的高溫脫附區(qū)，供整個系統(tǒng)循環(huán)運轉(zhuǎn)。
[0011]所述的熱能回收系統(tǒng)包括高溫?zé)犸L(fēng)風(fēng)機和換熱器；蓄熱焚燒爐產(chǎn)生的高溫潔凈氣體，通過高溫?zé)犸L(fēng)風(fēng)機進入底涂固化爐和面涂固化爐，用于整線爐區(qū)加熱；還有一部分高溫潔凈氣體進入換熱器，經(jīng)換熱后外排進入余熱鍋爐，進入余熱鍋爐的一部分熱量，該熱量進行工業(yè)供暖、民用供暖、生活熱水，也可以進入蒸汽管道進入工業(yè)生產(chǎn)中使用，也可以連接溴化鋰吸收式制冷裝置，給工業(yè)建筑或者民用建筑供冷。
[0012]由于本實用新型采納了熱能回收系統(tǒng)，同現(xiàn)有技術(shù)相比，濃縮轉(zhuǎn)輪的再加熱只需要消耗熱能回收系統(tǒng)的熱量，不需要額外加熱，節(jié)約了大量的能量，為國家節(jié)能減排作出貢獻。
[0013]熱能回收系統(tǒng)中，大部分熱量直接送入底涂固化爐和面涂固化爐，避免了換熱損失，同時RTO出來的550°C的高溫氣體能夠滿足固化爐的用熱需求，節(jié)約了大量的能量。該系統(tǒng)中平均天然氣消耗量5Nm3/t以下，滿負荷生產(chǎn)的高膜厚產(chǎn)品可達到3.75Nm3/t以下，部分條件下可達到2.5Nm3/t。此條件包含化涂及前處理供熱的全線天然氣消耗量。因此，該系統(tǒng)對于節(jié)約能源起到積極的作用。同時，利用熱風(fēng)風(fēng)機和換熱器進行熱交換，產(chǎn)生的熱風(fēng)可以給彩涂線的熱風(fēng)吹掃裝置、密封氣幕及濃縮轉(zhuǎn)輪的高溫脫附區(qū)使用，供整個系統(tǒng)循環(huán)運轉(zhuǎn)。降低企業(yè)的支出，節(jié)約能源。
[0014]同時，熱能回收系統(tǒng)中，采納了余熱鍋爐，可以給工業(yè)建筑或者民用建筑冬天供熱，夏天供冷，節(jié)約大量的電能，減少企業(yè)的支出，從大的層面來說，為社會，為我們的子孫后代節(jié)約更多的能源，造福全人類。
[0015]因此，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，在廢氣處理產(chǎn)生的能源進行回收利用方面，具有顯著的經(jīng)濟效益與社會價值。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的解釋說明。
[0017]圖1是本實用新型實施例中采用蓄熱焚燒爐(RTO)的彩色涂層生產(chǎn)線廢氣處理及余熱利用系統(tǒng)的工作流程圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例中采用濃縮轉(zhuǎn)輪和蓄熱焚燒爐(RTO)的彩色涂層生產(chǎn)線廢氣處理及余熱利用系統(tǒng)的工作流程圖。
[0019]1.底涂機房；2.氣流循環(huán)風(fēng)機；3.底涂固化爐；4.密封氣幕；5.面涂機房；6.面涂固化爐；7.高溫廢氣收集管道；8.低溫廢氣收集管道；9.排廢風(fēng)機；10.濃縮裝置用冷卻風(fēng)機；11.濃縮轉(zhuǎn)輪；12.第一排氣管道13.底涂氣幕供氣管道14.面涂氣幕供氣管道；15.濃縮轉(zhuǎn)輪供氣管道；16.蓄熱焚燒爐(RTO) ;17.熱風(fēng)風(fēng)機；18.高溫?zé)犸L(fēng)風(fēng)機；19.熱旁路；20熱風(fēng)吹掃供氣管道；21熱風(fēng)吹掃裝置；22.主供氣管道；23.蒸汽管道；24.冷卻管道；25.排廢氣風(fēng)機；26.事故旁路；27.換熱器；28.第二排氣管道；29.余熱鍋爐；30.第三排氣管道；31.排氣風(fēng)機；32.第四排氣管道；33.煙囪。
【具體實施方式】
[0020]為使描述貼切、簡單、明了，下面將結(jié)合實例進行描述。
[0021]參考附圖1，本實用新型公開了一種彩涂線有機化合物廢氣無害化處理及熱回收利用的系統(tǒng)，包括濃縮轉(zhuǎn)輪(11)，底涂機房(I)和面涂機房(5)排出的低溫低濃度的揮發(fā)性有機化合物廢氣，通過低溫廢氣收集管道(8)及排廢風(fēng)機(9)，經(jīng)煙囪(33)排放到廠房外。
[0022]底涂固化爐(3)和面涂固化爐(6)排出的高溫高濃度揮發(fā)性有機化合物廢氣經(jīng)高溫廢氣收集管道(7)送入蓄熱焚燒爐(16)的氧化室中燃燒，成為凈化的高溫潔凈氣體；還包括熱能回收系統(tǒng)，連接蓄熱焚燒爐(16)中排出的高溫潔