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    RTO焚燒爐的運行能耗分析及相關計算

    時間:2022-01-18  來源:天達環保  關鍵詞:RTO焚燒爐,RTO,蓄熱式焚燒爐,RTO蓄熱式焚燒爐,RTO運行能耗  瀏覽:3218

    導讀:RTO焚燒爐的運行能耗主要是電和燃料。電耗與設備選型有關,一旦選定設備,電耗基本確定,但燃料的消耗往往波動較大。主要是因為在實際生產中,因廢氣量以及濃度不穩定,在啟動及運行過程中,需要經常補充燃料以維持燃燒室溫度。所以關于燃料的消耗需要更加關注。

    企業新建治污設施或對現有治污設施實施改造,應依據排放廢氣的濃度、組分、風量,溫度、濕度、壓力,以及生產工況等,合理選擇治理技術?!吨攸c行業揮發性有機物綜合治理方案》中提到,鼓勵企業采用多種技術的組合工藝,提高VOCs治理效率。

    我國化工行業目前比較常見的廢氣處理設備是RTO蓄熱式焚燒爐。與傳統的廢氣處理設備相比,它具有處理效率高、運行成本低等優點。但如果RTO焚燒爐運行管理不善,車間廢氣處理控制不好,往往造成運行能耗大、成本高,企業往往因過高的成本而無法正常運行,使得廢氣超標排放時有發生。

    RTO焚燒爐的運行能耗主要是電和燃料。電耗與設備選型有關,一旦選定設備,電耗基本確定,但燃料的消耗往往波動較大。主要是因為在實際生產中,因廢氣量以及濃度不穩定,在啟動及運行過程中,需要經常補充燃料以維持燃燒室溫度。所以關于燃料的消耗需要更加關注。

    RTO焚燒爐

    運行能耗

    以10000Nm3/h為例,300天/年,24h/天運行;電費1.2元/kw.h,天然氣費3.6元/m3,壓縮空氣費0.2元/m3

    1. 電耗:

    29.5*0.8*300*24*1.2=203904元/年;

    2. 天然氣:

    58.4*0.25*300*24*3.6=378432元/年;

    (天然氣消耗根據廢氣入口濃度變化而變化,此項按較低濃度下運行天然氣的損耗)

    3. 壓縮空氣:

    4*0.2*300*24*0.2=1152元/年;

    合計:583488元/年

    關于RTO的幾個簡單計算

    1. 熱效率以及進出口溫差

    熱效率=(Tcom-Tout)/(Tcom-Tout)*100%

    圖片

    式中:

    Tcom——裝置燃燒室溫度,℃;

    Tout——裝置進口氣體溫度,℃;

    Tin ——裝置出口氣體溫度,℃。

    假設RTO爐膛內的均溫為820℃,RTO進口溫度為20℃,RTO熱效率≥95%,計算RTO出口溫度及進出口溫差,即:

    計算RTO出口的廢氣溫度為60℃,即溫差△T=40℃。

    2. 空車運行天然氣的消耗量

    RTO系統排放的熱量散失的途徑為廢氣帶走的熱量和RTO系統表面散熱。因系統排放的熱量中系統表面散熱遠小于廢氣帶走的熱量。故理論計算中RTO系統的表面散熱可以忽略不計。即我們假設工況為:

    一套1萬風量的的三床式RTO,入口溫度為20℃,設計熱效率≥95%,爐膛平均溫度為820℃,天然氣熱值為36000kJ/Nm3。計算空車運行狀態的天然氣耗量即計算沒有VOCs進入時的天然氣空燒的耗量。

    依照公式:

    Q=CM△T

    即RTO焚燒系統空車運行時的熱量需求為:

    Q熱量:

    1.005×1.293×10000×40=519786kJ/h;

    計算得出天然氣的耗量為:

    V天然氣:

    519786÷36000=14.44Nm3/h。

    3. 系統自供熱(不需要額外補充天然氣)時的最低濃度

    以甲苯為例,假定上述RTO所處理的廢氣全部為甲苯,

    當甲苯所釋放的熱能大于或等于RTO焚燒運行時的熱量需求,

    即Q甲苯≥519786kJ/h時,系統可實現自供熱。

    甲苯熱值=3918KJ/mol,

    摩爾質量=92g/mol,

    計算需要燃燒甲苯的量為12205.29g/h,

    處理風量為10000Nm3/h,

    折換濃度為1220.53mg/m3。

    4. 計算系統進氣的最高濃度

    先計算混合氣體的爆炸極限:

    L=1/(Y1/L1+Y2/L2+Y3/L3),

    式中:

    Y1、Y2、Y3代表各組分在混合氣體中的體積分數;

    L1、L2、L3代表各組分的爆炸極限;

    RTO的進氣濃度要控制小于爆炸極限的1/4,根據摩爾質量換算出RTO的進氣濃度上限。

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