rto轉(zhuǎn)輪

　　1.沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+RTO技術(shù)原理

　　本技術(shù)是沸石轉(zhuǎn)輪吸附同蓄熱式焚燒技術(shù)的組合工藝，凈化系統(tǒng)主要由三級干式過濾裝置、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮吸附裝置、RTO、風(fēng)機、換熱器組成。該組合技術(shù)通過沸石轉(zhuǎn)輪的吸附濃縮使大風(fēng)量、低濃度有機廢氣濃縮為小風(fēng)量、高濃度濃縮氣體，高濃度濃縮氣再經(jīng)RTO高溫燃燒分解為CO2和H2O等無機成分。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮裝置是利用吸附-脫附-濃縮三項連續(xù)變溫的吸附、脫附程序，通過轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)輪(被分割成吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū))上同時完成VOCs的吸附、脫附再生。

　　2.沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+RTO簡介

　　案例所采用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+RTO廢氣處理設(shè)備主要包括混合總管單元、三級干式過濾器、升溫調(diào)濕單元、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮單元、蓄熱氧化爐單元。

　　2.1三級干式過濾器

　　三級干式漆霧過濾器能較*地去除粉塵、漆霧，氣體中0.5μm以上的塵凈化效率≧98%。它的原理是通過材料纖維改變漆霧顆粒的慣性力方向從而將其從廢氣中分離出來，材料逐漸加密的多重纖維經(jīng)增加撞擊率，提高過濾效率。過濾時能有效通過不同過濾材料組合，利用材料空間容納漆霧，達(dá)到更高的過濾效率是干式材料的*性能。

　　2.2沸石轉(zhuǎn)輪

　　沸石濃縮轉(zhuǎn)輪被分為吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū)三個功能區(qū)，沸石分子篩轉(zhuǎn)輪在各個功能區(qū)域內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)。

　　在吸附區(qū)：廢氣通過前置的過濾器后，送至沸石分子篩轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)。有機廢氣中的VOCs被沸石分子篩吸附，未被吸附的廢氣在吸附風(fēng)機的帶動下，直接排入煙囪達(dá)標(biāo)排放。

　　在脫附區(qū)：沸石轉(zhuǎn)輪上吸附的VOCs，在脫附區(qū)被高溫逆向脫附、濃縮，脫附溫度約200℃，濃縮倍數(shù)一般為5～25倍。脫附氣在脫附風(fēng)機的帶動下進(jìn)入RTO焚化系統(tǒng)。

　　在冷卻區(qū)：為保證高的吸附效率，需對高溫脫附后的轉(zhuǎn)輪進(jìn)行冷卻。冷卻空氣冷卻轉(zhuǎn)輪吸附材后自身被預(yù)熱，作為脫附氣的源氣，再與來自RTO燃燒室來的高溫凈化氣換熱，溫度提升至180～200℃后逆向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)進(jìn)行高溫脫附。

　　2.3蓄熱氧化爐

　　采用三床式RTO。RTO蓄熱式氧化爐，是在高溫下將可燃廢氣氧化成對應(yīng)的氧化物和水，從而凈化廢氣，并回收廢氣分解時所釋放出來的熱量，廢氣分解效率達(dá)到99%以上，熱回收效率達(dá)到95%以上。主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、陶瓷填料床和切換閥等組成。根據(jù)客戶實際需求，選擇不同的熱能回收方式和切換閥方式。

　　建設(shè)單位將調(diào)漆、噴涂廢氣收集后，經(jīng)過濾除漆霧、吸附濃縮后，引入RTO進(jìn)行焚燒處置。經(jīng)焚燒處理后的廢氣通過換熱后，廢氣高空排放。RTO可實現(xiàn)廢氣安全、穩(wěn)定地焚燒，在工作過程中需定期鼓入新鮮空氣用以維持燃燒，空氣中的氮在高溫條件下氧化會產(chǎn)生熱力型氮氧化物。

　　蓄熱式焚燒爐的工作原理：將有機廢氣預(yù)熱至760℃以上，在燃燒室加熱升溫至800℃左右，使廢氣中的碳、氫、氧元素氧化分解成為無害的CO2和H2O；氧化時的高溫氣體的熱量被特制的陶瓷蓄熱體“貯存”起來，用于預(yù)熱新進(jìn)入的有機廢氣。從而節(jié)省升溫所需要的燃料消耗，降低運行成本。

　　沸石轉(zhuǎn)輪rto批發(fā)

　　1研究背景

　　隨著新的《大氣污染防治法》（主席令第31號）、《大氣污染防治行動計劃》（國發(fā)[2013]37號）、揮發(fā)性有機物（VOCs）污染防治技術(shù)政策（環(huán)保部公告2013年第31號）等政策、文件的相繼出臺，全國對VOCs污染物防治的要求和力度逐漸加強，低濃度廢氣治理的沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮法成為了很多企業(yè)的優(yōu)選治理方案。調(diào)查并總結(jié)沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)運行過程中潛在的風(fēng)險隱患，尋找預(yù)防、改善或解決途徑，對沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)在芯片制造業(yè)更安全、穩(wěn)定、高效地運行具有非常重要的意義。

　　2燜燒事故原因分析

　　燜燒事故分析：通過對業(yè)界某次沸石轉(zhuǎn)輪燜燒事故開展的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致燜燒事故的原因主要有如下幾個方面

　?。?）發(fā)生燜燃的沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)由于長期運行，其轉(zhuǎn)輪內(nèi)部積聚了較高濃度的高沸點物質(zhì)。

　?。?）企業(yè)沸石轉(zhuǎn)輪的脫附風(fēng)機運行頻率設(shè)置偏低，使得脫附效率降低，更多VOCs殘留在沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部，未有效脫除，在長期運行已有的VOCs殘留基礎(chǔ)上進(jìn)一步積聚。

　　（3）該套沸石轉(zhuǎn)輪雖內(nèi)置水噴淋頭，并設(shè)有自動控制系統(tǒng)，但在燜燃過程中失效，無法正常運行，導(dǎo)致燃燒蔓延。

　　3加強風(fēng)險防控的研究

　　通過對業(yè)界某次燜燒事故的分析調(diào)查獲悉，發(fā)生燜燃的主要原因是沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部殘留的VOCs積聚。其次，自動控制系統(tǒng)監(jiān)控不足，且未正常啟動，導(dǎo)致事故得不到及時的處理。因此，為防范此類沸石轉(zhuǎn)輪燜燒事件，應(yīng)著重從以下幾個方面加強風(fēng)險防控：

　　(1)降低VOCs殘留，強化脫附效率；

　　(2)強化監(jiān)控措施；

　　(3)強化風(fēng)險防范及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)。

　　3.1降低VOCs殘留

　　降低沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部VOCs殘留可從改善VOCs廢氣的進(jìn)氣質(zhì)量和加強脫附效率兩方面入手。

　?。?）廢氣預(yù)處理。

　　廢氣預(yù)處理措施通常有除塵、除濕、除霧、除高沸物等。針對待處理的VOCs廢氣實際情況，選取適當(dāng)?shù)膹U氣預(yù)處理措施。比如，半導(dǎo)體生產(chǎn)制造過程對生產(chǎn)場所的顆粒物有嚴(yán)格的要求，生產(chǎn)場所通常為潔凈車間。因此，有機廢氣中的顆粒物含量極少，通常無需進(jìn)行除塵預(yù)處理。

　　比如，芯片制造業(yè)生產(chǎn)過程中使用的主要有機原料通過具有低沸點、易揮發(fā)的特點，但仍不排除少量高沸點物質(zhì)，如剝離液的主要成分二甘醇胺（沸程218～224℃）等。可在高沸點物質(zhì)主要使用工序增設(shè)冷凝、前道活性炭吸附等預(yù)處理裝置，以降低VOCs廢氣中難脫附高沸點物質(zhì)進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪。

　　高沸點VOCs進(jìn)入廢氣管道后容易產(chǎn)生凝結(jié)，從而使廢氣濕度增大。當(dāng)進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的有機廢氣濕度大于80%時，將對疏水性沸石分子篩產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。因此，建議企業(yè)對高濕度廢氣增設(shè)干燥除濕預(yù)處理裝置，使得進(jìn)入廢水轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的廢氣濕度保持在穩(wěn)定、可控的范圍內(nèi)。

　?。?）高溫再生。

　　比如，根據(jù)對國內(nèi)芯片制造典型企業(yè)開展的調(diào)研可知，芯片制造業(yè)常用的有機物質(zhì)有異丙醇（沸點為82.45℃）、丙二醇單甲醚乙酸酯（沸點為146℃）；同時還含有少量的高沸點物質(zhì)，例如二甘醇胺（沸程218～224℃）。通常芯片制造業(yè)沸石轉(zhuǎn)輪的再生溫度為180-200℃，在此再生溫度下，高沸點的二甘醇胺等物質(zhì)將無法從沸石轉(zhuǎn)輪上有效脫附，從而逐漸積聚在轉(zhuǎn)輪內(nèi)部。某沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備供應(yīng)商對沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的高沸點物質(zhì)聚集情況開展了研究，由圖1可知，當(dāng)沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)運行1個月后，轉(zhuǎn)輪內(nèi)部確實有較大量的有機物積聚，其有機物積聚量即達(dá)6wt。進(jìn)行有效的高溫脫附之后，其內(nèi)部的有機物積聚量可降低約40%～60%。因此，高溫脫附可較為有效地去除沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部積聚的高沸點有機物質(zhì)。

　　企業(yè)應(yīng)根據(jù)廢氣的實際產(chǎn)生情況，分析廢氣組成分布，分析高沸點物質(zhì)占比情況，以及廢氣的產(chǎn)生總量等內(nèi)容，從而確定高溫再生頻次。較為適宜的高溫再生頻次為2～3個月一次。

　　高溫再生的溫度也會影響高溫脫附效果。若高溫脫附溫度選取過低，則高沸點物質(zhì)仍無法有效脫除；若高溫脫附溫度選取過高，將對沸石分子篩的骨架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，從而降低其使用壽命。高溫脫附溫度宜選取300℃左右，并且，相應(yīng)的沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部配件均需采用可耐300℃高溫的密封配件。

　　(3)水洗再生。

　　比如，芯片制造業(yè)常用的有機物質(zhì)（如異丙醇、丙二醇單甲醚乙酸酯等）通常具有較好的水溶性，可采用水洗再生的方式去除沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部聚集的高沸點物質(zhì)。

　　對在沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)中加裝水洗裝置的企業(yè)進(jìn)行的調(diào)研，并分析了水洗再生后的設(shè)備運行效率情況，結(jié)果見表2。

　　可知，水洗再生可有效提高沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的治理效率，對于工廠1，當(dāng)水洗再生次數(shù)達(dá)到4～6次/年時，沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的治理效率可達(dá)95%～99%。因此，適當(dāng)增加定期水洗再生頻次，可有效防止高沸點物質(zhì)在沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的聚集，保持高效的治理效率。

　　由于沸石轉(zhuǎn)輪通常采用無機粘合劑將分子篩涂覆在陶瓷纖維紙表面制造而成。故水洗時不僅轉(zhuǎn)輪不會發(fā)生龜裂形變，也不會發(fā)生由于分子篩脫落所導(dǎo)致的性能劣化、使用壽命縮短等問題。

　　但是，水洗時需要注意水質(zhì)狀況，若其中大量含有鈣、鎂等離子，將可能在沸石內(nèi)部形成碳酸鹽，阻塞沸石轉(zhuǎn)輪的蜂窩狀孔道；水中所含微量重金屬物質(zhì)、氯等也會毒化沸石。值得注意的是，并非所有沸石轉(zhuǎn)輪材質(zhì)均可耐水洗，企業(yè)應(yīng)在水性再生之前，向沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備的制造廠商做好相關(guān)的咨詢工作。

　?。?）高壓空氣吹掃。

　　企業(yè)在停機檢維修期間，采用高壓空氣對沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)行吹掃。然而，高壓空氣吹掃通常只可清楚沸石轉(zhuǎn)輪表面附著的灰塵，而VOCs有機質(zhì)通常吸附在分子篩孔道內(nèi)部，無法得到有效的脫除，還需與上述其他處理方式配合選用。

　　3.2強化監(jiān)控手段

　　風(fēng)險事故發(fā)生往往并非一蹴而就，而是經(jīng)過長期的累積，從量變到質(zhì)變的過程。因此，通過加強監(jiān)控，可在一定程度上及時發(fā)現(xiàn)問題，及時處理問題，及時解決問題，從而避免風(fēng)險事故的發(fā)生。

　　系統(tǒng)監(jiān)控可以從以下幾個方面開展。

　　(1)加強廢氣濃度的監(jiān)測：在廢氣系統(tǒng)設(shè)計前，要對各廢氣吸入點的可燃物濃度進(jìn)行檢測分析，控制各廢氣吸入點的易燃物質(zhì)的濃度低于爆炸下限，并要進(jìn)行正常工作狀態(tài)或非正常工作狀態(tài)下的可燃?xì)怏w濃度檢測。

　　(2)加強設(shè)備管路濕度監(jiān)控，獲取管道內(nèi)物質(zhì)凝結(jié)情況、獲取管路濕度情況，及時發(fā)現(xiàn)高濕度廢氣，做好預(yù)防預(yù)警措施。

　　(3)加強設(shè)備壓降監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備超壓、管路阻塞等異常情況。

　　(4)加強再生區(qū)溫度監(jiān)控，并將監(jiān)控信號接入中控系統(tǒng)或

　　報警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)溫度異常情況。通過定期監(jiān)測或在線監(jiān)控等手段，對以上內(nèi)容開展監(jiān)控。若以上監(jiān)控因子出現(xiàn)突變或異常情況，則可能存在末端治理設(shè)施異常或治理效率下降等事故，通過及時對監(jiān)控情況進(jìn)行分析并開展問題排查，可有效降低風(fēng)險事故發(fā)生的概率。

　　3.3強化風(fēng)險防范及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)

　　(1)氮氣保護(hù)。

　　發(fā)生燜燃事故的另一個重要原因是由于沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)中含有氧氣。當(dāng)系統(tǒng)在200℃下脫附時，若系統(tǒng)異常停止無氣流流通、且無外加氧氣供應(yīng)，廢氣中的VOCs成分及在轉(zhuǎn)輪上聚合的高沸點物質(zhì)，將借由轉(zhuǎn)輪中沸石與原殘留于轉(zhuǎn)輪孔道及沸石孔隙中的氧氣發(fā)生觸媒反應(yīng)，從而形成放熱產(chǎn)生悶燃。因此，建議企業(yè)以純氣(如氮氣)作為系統(tǒng)異常停機時的保護(hù)氣，置換轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)中殘留的氧氣，以降低事故概率。

　　除此之外，氮氣保護(hù)系統(tǒng)還可通過自動控制系統(tǒng)與水噴淋系統(tǒng)串聯(lián)。當(dāng)系統(tǒng)異常時，通入氮氣保護(hù)，充氮30s后若系統(tǒng)異常仍未消除，則立即開啟水噴淋系統(tǒng)，進(jìn)一步降低事故概率。

　　(2)沸石轉(zhuǎn)輪維護(hù)保養(yǎng)。

　　由圖1可知，沸石轉(zhuǎn)輪即使定期進(jìn)行高溫再生，其內(nèi)部積聚的高沸點物質(zhì)仍無法做到*脫除。因此，沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)經(jīng)過長年的吸附濃縮，其內(nèi)部仍會殘留一定量的高沸點物質(zhì)，且高沸點物質(zhì)含量越來越多，從而影響沸石轉(zhuǎn)輪的性能。

　　除此之外，反復(fù)吸附、脫附，多次高溫再生或水洗再生，均會對沸石分子篩造成一定的損傷。因此，沸石轉(zhuǎn)輪雖在理論上可反復(fù)地吸附脫附，但實際應(yīng)用中，卻往往存在一定的使用壽命。

　　①更換沸石。

　　定期更換沸石是保持沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)有效、安全的運行的效的方法。然而，更換整個沸石轉(zhuǎn)輪的成本較高。通常情況下，一個沸石轉(zhuǎn)輪的價格約100萬元左右；而沸石分子篩的價格則便宜不少，且轉(zhuǎn)輪上的吸附劑填料往往是可更換式的。

　?、诩訌娫O(shè)備保養(yǎng)。

　　企業(yè)可定期委托設(shè)備供應(yīng)商進(jìn)廠進(jìn)行檢查、維護(hù)，檢查設(shè)備運行過程中是否存在安全隱患，設(shè)備各部件是否存在老化、松動、設(shè)備泄漏等情況。通過專業(yè)性、專攻性的檢查，可及時發(fā)現(xiàn)問題，并提供問題的解決方案。

　　企業(yè)還應(yīng)重點關(guān)注設(shè)備的密封性能以及密封程度。選用可耐脫附高溫、可耐老化的優(yōu)質(zhì)的密封材料，并注意密封材料的定期檢查和定期更換。

　　3.4加強管理制度的建設(shè)

　　建立良好的ESH管理體系是風(fēng)險防范的基礎(chǔ)（ESH的全稱為“環(huán)保安全衛(wèi)生”），ESH管理體系是安全、環(huán)境有機結(jié)合體，是一種事前進(jìn)行風(fēng)險分析，防止安全事故、突發(fā)環(huán)境事故的發(fā)生。在企業(yè)中推行ESH管理體系，可健全企業(yè)的管理機制，規(guī)范管理，可提高人員的安全知識水平、將過去安全管理的“事后調(diào)查”變?yōu)?ldquo;事前預(yù)防”，將風(fēng)險降到。

　　為進(jìn)一步加強風(fēng)險防范，企業(yè)可從以下方面建立制度，并監(jiān)督制度的有效實行。

　　（1）確實開展并落實環(huán)境影響評價“三同時”制度，提高設(shè)備驗收環(huán)節(jié)的有效性。

　?。?）加強設(shè)備操作人員以及設(shè)備管理人員的專業(yè)培訓(xùn)。

　　（3）定期進(jìn)行管路的泄漏檢測和修復(fù)工作，制定LDAR管理臺賬。

　?。?）加強動火管制，在沸水轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)周圍嚴(yán)禁使用明火，引發(fā)可燃、燃爆。

　?。?）建立設(shè)備定期檢查制度，委派專人定期（每日、每周、每月）對沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并做好臺賬記錄。

　?。?）建立沸石轉(zhuǎn)輪定期脫附制度，根據(jù)企業(yè)自身的VOCs廢氣特點，以及沸石轉(zhuǎn)輪裝置的特點，選用合適的廢氣預(yù)處理裝置；選用高溫脫附、定期水洗、高壓吹掃等方式，降低沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的VOCs殘留。

　　（7）建立例行監(jiān)測制度，定期監(jiān)測廢氣進(jìn)、出口濃度，監(jiān)控沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的實際治理效率。

　?。?）建立定期檢維修制度，委托設(shè)備生產(chǎn)廠商定期對沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)及其配套部件、檢測裝置、自動控制裝置等開展維修、保養(yǎng)，并做好臺賬管理工作。