一文读懂RTO“蓄热”的秘密

目前，VOCs治理还存在很多难点，如排放源小而散，涉及众多行业；而各行业排放的VOCs种类繁多、成分复杂，即使同一行业，如果原料构成和生产工艺不同，排放的VOCs种类、性质和浓度也不尽相同。因此，所需技术路线也不一样。

我国对挥发性有机废气的处理过程主要分为4个阶段：

第一阶段，2000年前，处理局部刺激性或有回收价值废气，仅对刺激性废气通过水喷淋吸收处理；

第二阶段，2001～2005年，将废气集中收集处理后以有组织形式排放，废气主要处理方法为水、碱喷淋两级吸收处理；

第三阶段，2005年以后，加强源头控制，完善废气集中收集，在第二阶段基础上再经活性炭吸附强化处理；

第四阶段，2007年以后，开始逐步对挥发性有机废气进行全过程处理。

现阶段，我国对工业挥发性有机废气的氧化治理技术主要包括：光催化氧化、直接燃烧法、催化燃烧技术及RTO等。

其中，在燃烧法的基础上发展出来的RTO技术，由于操作简单，运行维护较少，对挥发性有机物的去除效率较高，一般在95%以上，成为目前我国有机废气治理的主要技术之一。

RTO “蓄热”的秘密

RTO，全称RegenerativeThermal Oxidizer，中文译“蓄热式热氧化燃烧”，听着很复杂，是不是？不着急，且听小柏慢慢道来，首先我们从名字中可以提炼三个核心信息——蓄热、热氧化、燃烧，可以说这就是RTO工作原理的净化浓缩。

热氧化、燃烧很好理解，有机物（VOCs）在一定温度下与氧气发生反应，生成CO2和H2O，并放出一定热量的氧化反应过程，学过化学的同学们看到此必然是秒懂的，关键什么是“蓄热”呢？如何蓄热？

这个神秘的蓄热源，得益于RTO中的蓄热体。如果蓄热体热回收率越高，说明其蓄积的热量越高，那么氧化废气所需要的热量就相应较低，在处理过程中就可以消耗很少的燃料或不消耗燃料，在浓度更高时甚至还可向外输出热量进行二次热回收利用。

所以热回收率成为这里边的关键指标之一，它随着蓄热体材质及造型的变化而变化。

早前，低阶版的蓄热，就是江湖中的TO（气体焚烧炉），其空气预热器为板式或管式，热回收率国产约50%，德国最大为85%。

现在，进阶版的蓄热，就是RTO，其空气预热器换成了陶瓷填充床，把废气加热到700℃以上，使废气中的VOC氧化分解为CO2和H2O，氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体，使之升温、蓄热，并用来预热后续进入的有机废气，从而节省废气升温燃料消耗的处理技术。

RTO家族群

搞懂了RTO工作原理，接下来了解RTO的家族群，也就简单多了。目前处理VOCs的常见形式有：二室RTO、三室RTO和旋转RTO，根据需求可设计成五室RTO、七室RTO等结构形式。

N室RTO以二室RTO、三室为例，以此类推：

二室RTO工作原理

在开工时先将新鲜空气代替有机废气，借燃烧器将蓄热室加热到一定温度。由于蓄热体具有极高的储热性能，所以从一个冷的RTO加热到一定高的温度，并且还要达到正常温度分布，需要一定的时间。

正常工作时，其中一个蓄热室已在前一个操作循环中存储了热量，有机废气首先从底部进入该蓄热室，废气通过蓄热体床层被预热到接近燃烧时温度，而蓄热体同时逐渐被冷却。

预热后的废气进入顶部燃烧室，在燃烧室中有机物被氧化后，即作为高温净化气进入另一个蓄热室；此时，净化气的热量传给蓄热体，蓄热体床层逐渐被加热，而净化气则被冷却后排出。当被冷却的蓄热体冷却到尚可允许的温度水平时，就应切换气流的方向，即完成第一个循环。

切换流向后，有机废气进入已被加热过的蓄热室，反应后的净化气则将热量传给上一循环被冷却的蓄热室，如上所述，完成第二个循环。

三室RTO工作原理

三室RTO的蓄热室同时进行操作：当第一台蓄热室处于被冷却而废气被预热的阶段时（冷周期），第二台蓄热室正处于被净化气加热的过程（热周期），而第三台蓄热室则在冲洗（清洗周期）。因此，当一个循环后，废气始终进入到在上一循环时排出净化气的蓄热室，而原来进入废气的蓄热室则用净化气（或空气）冲洗，并将残留的未反应废气送回到反应室进行氧化，然后与净化气一起从冲洗过的蓄热室排出。

旋转RTO工作原理

在旋转RTO中，改进的核心部位仍然是蓄热体。旋转式RTO主要由燃烧室、陶瓷填充床和旋转阀等组成。旋转RTO的蓄热体中设置分格板，将蓄热体床层分为几个独立的扇形区。废气从底部经进气分配器进入预热区，使气体温度预热到一定温度后进入顶部的燃烧室，并完全氧化。

净化后的高温气体离开氧化室，进入冷却区，将热量传给蓄热体而气体被冷却，并通过气体分配器排出。而冷却区的陶瓷蓄热体吸热，贮存大量的热量（用于下个循环加热废气）。

为防止未反应的废气随蓄热体的旋转进入净化气出口去，当蓄热体旋转到净化器出口区之前，设有一扇形区作为冲洗区。

通过蓄热体的旋转，蓄热体被周期性的冷却和加热，同时废气被预热和净化器冷却。如此不断地交替进行。