Vantagens do oxidante térmico regenerativo de terceira geração

Princípio do RTO

RTO, também conhecido como Oxidante Térmico Regenerativo，O regenerador de cerâmica aquece o gás residual orgânico a mais de 760 °C, de modo que os COVs (Compostos Orgânicos Voláteis) presentes no gás residual possam ser oxidados e decompostos em dióxido de carbono e água. O gás em alta temperatura produzido pela oxidação flui através de um corpo especial de armazenamento de calor em cerâmica, aquecendo-o e armazenando calor. Esse calor armazenado é utilizado para pré-aquecer o gás residual orgânico subsequente, reduzindo assim o consumo de combustível para o aquecimento do gás residual. O regenerador de cerâmica deve ser dividido em mais de três zonas ou câmaras, e cada regenerador deve passar pelos procedimentos de armazenamento de calor, liberação de calor e limpeza, em sequência, de forma contínua. Após a liberação de calor do regenerador, uma quantidade de gases de exaustão limpos e tratados adequadamente deve ser introduzida imediatamente para limpar o regenerador (garantindo uma taxa de remoção de COVs superior a 99%), e o procedimento de armazenamento de calor só pode ser iniciado após a conclusão da limpeza. O equipamento de tratamento de gases residuais regenerativo RTO caracteriza-se pelo baixo custo operacional, alta eficiência no tratamento de gases residuais orgânicos, adaptabilidade a concentrações de gases residuais de 1000 a 10000 mg/m³ e eficiência de decomposição de 99% a 99,5%. Atualmente, é a opção mais econômica e confiável. Tratamento VOCs Tecnologia que atende ao rigoroso padrão de emissão de 50mg/m3 e que tem sido amplamente utilizada.

Os equipamentos de tratamento de gases residuais RTO podem ser divididos em dois tipos: com válvula de assento e com válvula rotativa.

O sistema RTO com válvula de assento é o equipamento mais comum para tratamento de gases residuais orgânicos, incluindo a tecnologia típica de primeira geração, o RTO de 2 leitos, e a tecnologia de segunda geração, o RTO de 3 leitos. O regenerador é preenchido com dois ou mais elementos cerâmicos, e a direção do fluxo de ar é alterada por meio da comutação de válvulas, de forma a atingir o objetivo de pré-aquecer os gases residuais de COVs (Compostos Orgânicos Voláteis). De modo geral, quanto maior o número de regeneradores, maior a eficiência de purificação e a eficiência térmica. Os sistemas RTO de 5 e 12 leitos são comumente utilizados. O RTO de 5 leitos tem um custo elevado e é raramente utilizado. O RTO de 12 leitos, por sua vez, evoluiu para um tipo rotativo cilíndrico, tornando-se um produto da tecnologia de terceira geração.

A taxa de identificação só consegue atingir 90%, o que não atende aos requisitos atuais de emissão ambiental de 50 mg/m³.

O tratamento de gases residuais por RTO apresenta as seguintes vantagens:

( 1) Pode tratar quase todos os tipos de gases residuais orgânicos.

(2) O fluxo de gás residual orgânico tratado é muito elástico (fluxo nominal 30%~105%).

(3) Pode adaptar-se às mudanças e flutuações de composição e concentração de COVs em gases residuais orgânicos.

(4) É insensível a uma pequena quantidade de poeira e partículas sólidas no gás de escape.

(5) Entre todos os métodos de purificação por combustão térmica, a eficiência térmica é a mais alta.

(6) A operação de autoaquecimento pode ser realizada sem adição de combustível auxiliar sob a condição de concentração apropriada de gases de escape.

(7) Eficiência de purificação de até 99,5%

(8) A carga de trabalho de manutenção é menor, a operação é segura e confiável, o sedimento orgânico pode ser removido periodicamente, o corpo de armazenamento de calor pode ser substituído, a perda de pressão de todo o dispositivo é menor, a flutuação de pressão é pequena e a vida útil do dispositivo é longa.

No entanto, o consumo de energia dos equipamentos RTO que tratam diretamente gases residuais orgânicos com grande volume de ar e baixa concentração é elevado; os equipamentos RTO requerem operação contínua sempre que possível; e os custos de investimento inicial em RTO são relativamente altos.

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O RTO de 3 leitos é composto por três câmaras preenchidas com cerâmica. Com base na primeira geração do RTO, foi adicionada a função de "purga", que melhora significativamente a eficiência da decomposição dos gases residuais. O processo de tratamento de gases residuais orgânicos é o seguinte: os gases residuais são pré-aquecidos no regenerador A e, em seguida, entram na câmara de combustão para serem incinerados. Os gases residuais decompostos são descarregados no regenerador B, que também é aquecido. Os gases residuais são pré-aquecidos no regenerador B e, em seguida, entram na câmara de combustão para serem incinerados. Os gases residuais não tratados no regenerador A são então recirculados para a câmara de combustão para serem incinerados. Após a decomposição, os gases residuais são descarregados no regenerador C, que é aquecido. Os gases residuais são pré-aquecidos no regenerador C e, em seguida, entram na câmara de combustão para serem incinerados. Os gases residuais não tratados no regenerador B são então recirculados para a câmara de combustão para serem incinerados. Após a decomposição, o gás residual é descarregado através do regenerador A, que também é aquecido. Nesse funcionamento periódico, o gás de escape é oxidado e decomposto na câmara de combustão, e a temperatura na câmara de combustão é mantida na temperatura definida (geralmente entre 800 e 850 °C).

A eficiência térmica do RTO de 3 leitos depende principalmente da temperatura dos gases de escape. Quanto menor a temperatura dos gases de escape, mais eficiente é o armazenamento e a liberação de calor, menor a perda de calor e maior a economia de energia.

RTO rotativo

O RTO rotativo, também conhecido como RTO de 3ª geração, consiste em uma câmara de combustão, 12 regeneradores cerâmicos independentes e uma válvula de direção rotativa. Ao girar a válvula de direção rotativa, a direção do fluxo de ar em diferentes áreas do leito regenerativo cerâmico pode ser alterada, permitindo o pré-aquecimento contínuo dos gases de escape compostos orgânicos voláteis (VOCs) e sua remoção após oxidação e combustão na câmara de combustão. Comparado ao RTO com comutação por válvula, o RTO rotativo possui apenas uma peça móvel (a válvula de direção rotativa), o que resulta em operação mais confiável e menores custos de manutenção.

O forno rotativo RTO é composto principalmente por uma câmara de combustão, um leito de enchimento cerâmico e uma válvula rotativa. O corpo do forno é dividido em 12 câmaras: 5 câmaras de entrada, 5 câmaras de saída, 1 câmara de limpeza e 1 câmara de isolamento. A válvula de distribuição de gases de escape é acionada por um motor para girar continuamente e a uma velocidade constante. Sob a ação da válvula de distribuição, os gases de escape são alternados lentamente e continuamente entre as 12 câmaras. Sua estrutura básica é mostrada na figura acima:

No entanto, a válvula direcional rotativa possui requisitos elevados em termos de tecnologia de vedação. Atualmente, apenas a tecnologia de válvula direcional rotativa com vedação labial de borracha, utilizando as mais recentes tecnologias japonesa e coreana, consegue atingir uma taxa de purificação de 99,5%, enquanto a taxa de purificação da válvula direcional rotativa com a antiga tecnologia de vedação por cortina de ar atinge apenas 97%.

Válvula direcional rotativa com vedação labial de borracha. Válvula direcional rotativa com vedação por cortina de ar.

Comparação de desempenho entre RTO rotativo e RTO de 3 leitos

A comparação estrutural entre o RTO de 2 leitos, o RTO de 3 leitos e o RTO rotativo é mostrada na figura:

Tabela comparativa do desempenho de diferentes tipos de RTO (volume de ar de tratamento 30000nm³/h)