蓄热式氧化器用陶瓷蓄热体性能测试及对比
RTO和RCO主要性能及关键运行参数对比
RTO和RCO主要性能及关键运行参数对比蓄热式氧化技术（Regenerative Thermal Oxidizer，RTO）和蓄热式催化氧化技术（Regenerative Catalytic Oxidition，RCO）因对VOCs处理效率高、运行稳定、应用成熟，在当前应用较为广泛。
然而，它们因技术原理、运行参数等差异化导致其应用场景也有所不同。
今天小E简要梳理总结两种技术的主要性能及关键运行参数，供读者参考~一技术简介1RTORTO主要包括固定床式RTO和旋转式RTO，其中固定床式RTO又可分为两室和多室等类型。
以三室RTO为例，其工作原理为将待处理的低温有机废气在引风机作用下进入蓄热室A，陶瓷蓄热体释放热量温度降低，而有机废气升至较高的温度之后进入燃烧室D。
在燃烧室D中，在燃烧室中燃烧器燃烧补充热量，使废气升至设定的氧化温度（一般为760℃），废气中的有机物被分解成CO2和H2O。
废气成为净化的高温气体后离开燃烧室，进入蓄热室B（上两个循环陶瓷介质已被冷却吹扫），释放热量，温度降低后排放，而蓄热室B的陶瓷吸热，“贮存”大量的热量（用于下个循环加热使用）。
蓄热室C在这个循环中执行吹扫功能。
完成后，蓄热室的进气与出气阀门进行一次切换，蓄热室B进气，蓄热室C 出气，蓄热室A吹扫；再下个循环则是蓄热室C进气，蓄热室A出气，蓄热室B 吹扫，如此不断地交替进行。
图1 RTO工作示意图2RCO同样以三室RCO为例，三室RCO与三室RTO整体流程相似，最大的不同之处在于是否填装催化剂以及运行温度水平。
在三室RTO每个蓄热室的蓄热体上部填装催化剂即可转换为三室RCO，催化剂床层布置于蓄热体床层三室上部，并通过格栅板与蓄热体分层。
其工作原理如下：有机废气从A室进入，在催化氧化炉内被加热到250～300℃后有机废气在贵金属催化剂的作用下发生无焰燃烧，废气中的有机物被分解成CO2和H2O，通过B室释放热量，温度降低后排放，而蓄热室B的陶瓷吸热，“贮存”大量的热量（用于下个循环加热使用），同时C室执行反吹动作；在切换新周期后，废气从B室进入，经催化氧化处理通过C室释放热量后排出，同时A室执行反吹动作；再下个周期则是废气从C室进入，经催化氧化处理后通过A室释放热量后排出，同时B室执行反吹动作；如此循环往复。
陶瓷蓄热体换热性能和阻力性能的实验研究
２ 实验 装பைடு நூலகம்置 和 操作 流 程
２ １ 蓄 热 材 料 介 绍 ．
控制下 交替流 经 蓄热 体 ， 气 流 过 时热量 被 蓄热体 烟
吸收并 蓄积 ， 一段 时 间 后 阀 门切 换 ， 冷空 气 流 入 ， 在
蓄热体 中得到 预热 （ 图 １ ¨ 。它具有 传热 面结构 如 ） 紧凑 、 比表 面 积 大、 通 性 能好 、 高温 、 腐蚀 、 流 耐 耐 不 易 积灰堵 塞 ， 、 流 体掺 混 少 ， 冷 热 即使 蓄热 体 产生 裂 纹也 不会对 换热 有大 的影 响等优 点 。与格 子砖 蓄热 式换热 器 比较 ， 切换周 期短 ， 其 经过换 热器 预热后 的 空气温 度 比较 均 匀 。本 文 就 目前 常 见 的三 种 蓄 热
目前 电站锅 炉安装 的空 气预热 器多采 用 回转 蓄
边 蜂窝 ） 正 方形孔 蜂窝 陶瓷 （ 、 以下 简称 方孔 蜂 窝 ） ，
在传热 和 阻力两方 面 的性 能通 过实 验进行 比较 其优
缺点。
烟 气
热式 或钢管 式 ， 者 有 转 动装 置 ， 率 消耗 大 ， 造 前 功 制 精 度要 求高 ， 空气侧 向烟气侧 漏风 问题严重 ； 后者 体 积大 ， 钢材耗 量大 ， 在低 温 区受热 面的露点腐 蚀和 积
维普资讯
箜 鲞箜 三 塑
２０ ０ ７年 ４月
湖 北 电 力
Ｖｂ．ｌ７２ Ｆ． № ０３ ０ １ ｅ ２０
陶 瓷 蓄 热 体 换 热 性 能 和 阻 力 性 能 的 实 验 研 究
靳世平 ， 严 亮 ，张 喜来
４０ ７ ） ３０ ４ （ 中科技 大 学能 源学院 ，湖 北 武 汉 华
RTO蓄热材料的研究进展
RTO蓄热材料的研究进展刘强;刘彰;邱敬贤;彭芬;何曦【摘要】蓄热材料作为RTO装置中关键部件,其性能的优异决定了热量回收体系的整体性能.着重对RTO蓄热材料的发展、性能要求、研究及改善措施进行了论述.最后对RTO蓄热材料的发展趋势进行了简单论述.【期刊名称】《中国陶瓷工业》【年(卷),期】2018(025)004【总页数】4页(P23-26)【关键词】蓄热燃烧技术;蓄热体;陶瓷【作者】刘强;刘彰;邱敬贤;彭芬;何曦【作者单位】航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100;航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100;航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100;航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100;航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100【正文语种】中文【中图分类】TQ174.750 引言2010年由中国环境保护产业协会废气净化委员会发布的《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见》首次将挥发性有机物(VOCs)列为重点污染物之一；2016年修订发布的新《大气污染防治法》中大幅度地增加了VOCs治理的条款和内容，指出VOCs的防治要进行全过程的控制，要从源头控制、清洁生产和排放管理等多方面多角度进行治理[1]。
VOCs的控制技术基本上主要可以分预防措施和末端控制措施两大类[2]。
其中，蓄热排气处理装置(RTO)处理作为常用的末端控制技术，已广泛应用在喷涂行业、石油化工、涂料等行业的VOCs回收治理。
RTO技术因节能和环保而成为最具有发展潜力的技术之一，RTO的主体结构主要由蓄热室、燃烧室和切换阀等组成。
其原理是在高温条件下将废气中的VOCs燃烧氧化成无毒无害的H2O和CO2，从而达到净化废气的目的，并把VOCs分解时所释放出来的热量回收，三室RTO装置的VOCs净化效率达到99%以上，热回收效率达到95%以上[3]。
陶瓷蜂窝体在蓄热燃烧系统中的应用研究
陶瓷蜂窝体在蓄热燃烧系统中的应用研究摘要：介绍了新型蓄热材料陶瓷蜂窝体的优良性能，技术特点，以及采用该蓄热体的所产生的巨大的优势。
关键词：陶瓷蜂窝蓄热换热工业炉：中图分类号： tk513 文献标识码： a 文章编号：1.应用背景石油化工以及使用有机溶剂的行业，如喷漆、印刷行业、覆铜板、pcb、汽车等行业经常排放出含有挥发性有机化合物（volatile organic compounds,voc）的气体,这些气体大多数都是有害气体，对人的健康构成了极大的威胁；同时，也造成了严重的环境污染。
比如，一些voc气体能够和发生化学反应，形成光化学烟雾；另有一些voc则对大其中的臭氧层构成了破坏。
因此，合理的对这些废气的处理，显得格外的必要和迫切。
对于这些废气的处理，目前国际上应用的比较成熟的是蓄热式热氧化法，在所采用的蓄热材料上，我们经常采用的是普通的耐火砖，由于其比表面积不大，因此设备的体积相当庞大，且热回收率较低，而采用陶瓷蜂窝作为填料后，由于其具有很高的比表面积和高的热容，单位体积的传热面积高达100～600m2,甚至更多，故体积可大大缩短。
同时，由于高的热传播速率，阀的切换时间也由以前的几十分钟缩短到几分钟，甚至十几秒的时间。
这大大有利于减少炉内的温度波动。
本文将重点对陶瓷蜂窝体燃烧系统做以介绍。
2.蓄热燃烧机理如图1所示为一蓄热燃烧装置的简图。
该系统主要由一个燃烧室、两个陶瓷填料床和两个切换阀组成。
废气最初先进入左边的填料塔,里面的填料对废气进行预热，同时填料本身得到冷却，然后废气进入燃烧室燃烧除去里面的有机废弃物，接着，生成的烟气一部分由热旁路流出（用于加热导热油），其余的烟气则经过右边的填料塔，得到冷却，最后排除至大气；当走边填料塔里面的填料温度低于某一预定值后，切换阀起作用，废气先经过右边填料塔，然后经过燃烧室和左边填料塔，最后排除至大气，这样周而复始，完成循环，达到除去voc的目的。
3.陶瓷蜂窝的结构及其性能3.1 结构特点陶瓷蜂窝体为蓄热元件，如图2，其壁厚较薄，约为0.2～0.5mm，蜂窝的单元间距约为1～3mm，和其他的蓄热材料相比，具有较大的比表面积。
rto陶瓷蓄热体蓄热能力
rto陶瓷蓄热体蓄热能力
RTO陶瓷蓄热体的蓄热能力是指其可以储存和释放的热量的能力。
RTO陶瓷蓄热体通常采用陶瓷材料制成，具有良好的热传导性和热稳定性。
它可以在能源供应充足时吸收热量，然后在能源供应不足时释放热量，以实现热能的储存和利用。
蓄热体的蓄热能力取决于其体积、表面积、材料的热导率以及外界环境的温度变化等因素。
一般来说，蓄热体的蓄热能力越高，其可以储存和释放的热量就越多。
RTO陶瓷蓄热体的蓄热能力可以通过实验测定或者计算模拟来评估。
通过控制蓄热体的设计参数和材料特性，可以有效提高其蓄热能力，从而增加热能的储存和利用效率。
蜂窝陶瓷蓄热体的传热性能研究概述
蜂窝陶瓷蓄热体的传热性能研究概述李鹏;秦朝葵【摘要】简要介绍了高温空气燃烧技术,重点说明了该技术中的关键部件蜂窝陶瓷蓄热体的传热过程.详细综述了蜂窝陶瓷蓄热体的物性参数、结构参数、操作参数对其性能的影响,以及目前的研究状况,对将来的研究提出了建议.【期刊名称】《上海煤气》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】5页(P30-34)【关键词】高温空气燃烧技术;蓄热式烧嘴;蜂窝陶瓷蓄热体;传热性能【作者】李鹏;秦朝葵【作者单位】同济大学机械与能源工程学院;同济大学机械与能源工程学院【正文语种】中文随着经济发展、能耗激增，燃料燃烧引发的污染问题日趋严重，节约能源、减轻污染、保护环境的呼声极为迫切，开发新型燃烧技术具有非常现实的意义。
高温空气燃烧技术(high-temperature air combustion，HTAC)作为一项全新的燃烧技术，自20世纪90年代以来在冶金、机械和化工等领域得到大力推广与应用。
它具有高效节能、污染物排放低等优点。
HTAC技术可充分利用排烟余热将助燃空气加热到800 ℃甚至更高，排烟温度降到200 ℃以下，从而最大限度回收烟气余热，提高了燃料利用率。
因助燃空气被预热到很高的温度，着火、燃烧的稳定性极好，这一技术在我国工业炉窑行业得到了很大的发展。
该技术的关键设备之一是用于回收余热的蓄热式热交换器，它是实现烟气与空气(或燃气)之间热交换的蓄热载体，直接影响蓄热室的大小、热效率和经济效益的高低。
1858年，Willian Siemens发明了蓄热室，许多大型工业炉改用了这种技术，如高炉热风炉、玻璃炉窑、均热炉等。
当时的蓄热室采用格子砖作为蓄热体，蓄热室体积庞大、造价高、换向时间很长，预热气体的温度波动也较大。
1982年，英国 Hotwork Development公司和British Gas公司合作开发出一种在工业炉和锅炉上节能潜力巨大的蓄热式陶瓷燃烧器(Regenerative Ceramic Burner，RCB)，蓄热体采用陶瓷小球，在材料、尺寸、形状、体积、换热面积等方面皆有质的飞跃，标志着小型高效蓄热式燃烧系统的真正来临。
RCO和RTO性能比较：特点、处理能力及成本分析
RCO和RTO性能比较：特点、处理能力及成本分析等RCO的中文翻译是蓄热式催化氧化技术，而RTO的中文翻译为蓄热式热力焚烧废弃治理技术。
两者都是一种实现VOCs达标排放的技术。
两种技术从达标能力和去除率来说差别很小，但是对于业内人士来说还是需要了解这两项技术的差异的。
一、RTO概念及特点RTO把有机废气加热到760摄氏度以上，使废气中的VOCs在氧化分解成二氧化碳和水。
氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”,此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气，从而节省废气升温的燃料消耗。
陶瓷蓄热体应分成三个（含三个）以上的区或室，每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫等程序，周而复始，连续工作。
蓄热室“放热”后应立即引入部分已处理合格的洁净排气对该蓄热室进行清扫（以保证VOC去除率在99%以上），只有待清扫完成后才能进入“蓄热”程序。
RTO蓄热式废气处理设备，运行费用省，有机废气的处理效率高的优点，适应废气浓度1000~10000mg/m³，分解效率：99%—99.5%。
是目前最为经济可靠的达到50mg/m³严格的排放标准的VOCs 治理技术，得到了广泛的应用。
二、RCO概念及特点RCO蓄热式催化燃烧法作用原理是：结合蓄热式氧化及触媒氧化，在陶瓷蓄热体上部填充催化剂，借助催化剂使有机废气在相对较低的起燃温度（280-500℃）下氧化分解成CO2和H2O，氧化产生的高温气体流经另一个蓄热室继续催化氧化反应放热，使陶瓷体升温而“蓄热”，此蓄热用于预热后续进入的有机废气。
RCO装置与RTO装置相类似，多采用床式设计，蓄热室底部填充陶瓷蓄热体，催化剂填充在陶瓷蓄热体与氧化室之间。
RTO与RCO性能对比表（处理风量30000m³/h）三、综合处理能力及成本分析1）达标性1 、RCO常用为堇青石陶瓷蜂窝为载体的贵金属蜂窝催化剂，贵金Pd、Pt为活性组分。
由于催化剂对废气成分具有选择性，而烟包印刷采用多种成分溶剂混合使用，因此任何一种催化剂都不能确保所有成分VOC都能够彻底氧化分解。
蓄热式氧化炉（RTO）废气处理系统设计分析张新凤
蓄热式氧化炉（RTO）废气处理系统设计分析张新凤发布时间：2021-08-11T03:24:51.525Z 来源：《防护工程》2021年12期作者：张新凤[导读] 主要生产产品为背胶粘扣带，一共有6条生产线。
生产工况：白班一共9小时，6条生产线全开；夜班8小时，开启2条生产线。
平均每月工作26天。
（根据对废气处理风量的计算，调整生产班次，两班平均产量）。
上海冀晟自动化成套设备有限公司摘要：随着人们对节能环保要求的不断提高，RTO技术将在工业废气处理中得到广泛应用。
本文结合某生产背胶粘扣带企业为例，对蓄热式氧化炉（RTO）废气处理系统设计进行分析，为实际生产中取得较好的经济效益以及废气处理效果提供了有价值的参考。
关键词：RTO；VOCs；废气治理；系统设计1企业情况主要生产产品为背胶粘扣带，一共有6条生产线。
生产工况：白班一共9小时，6条生产线全开；夜班8小时，开启2条生产线。
平均每月工作26天。
（根据对废气处理风量的计算，调整生产班次，两班平均产量）。
1.1废气污染源（1）第一类污染源：来自涂胶工段的密闭空间废气排放。
此部分为胶水、稀释剂等的自然挥发过程产生的VOCs。
（2）第二类污染源：来自烘房的废气排放，胶水中的部分有机物经过高温烘烤，成为高温气体排出。
本项目所需处理VOC废气温度为50℃（废气温度低于40℃），浓度波动范围为4000~10000mg/m3，属于超高浓度废气，适用于稀释后直接进入RTO焚烧，以减少VOCs总排放量。
1.2设计参数依据业主提供的资料，车间风机铭牌风量为21400m3/h，运行频率约35Hz，实际排风风量约为14980m3/h，根据胶水及有机溶剂使用量计算，平均浓度约6150mg/m3。
浓度波动区间为4000~10000mg/m3。
实测废气温度为50℃。
废气中主要含有的成分见下表2：表2废气中主要成分及性质表经过对废气组分的分析，废气热值按照6400kcal/kg计算。
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蓄 热体 的压 降趋 势
在室温 条件 下 ， 将Ｒ Ｔ Ｏ测试 装 置 的燃 烧 室温 度升至 ８ ５ ０ ℃后 ， 使空 气 流速 分别 为 １ ． ０ 、 １ ． ２ 、
１ ． ５ ｍ ／ ｓ ， 切 换 阀切换 时 间分 别 为 ６ ０ 、 ９ ０ 、 １ ２ ０ 、 １ ８ ０ 、 ２ ４ ０ ｓ ， 测 试 该 条 件 下 左 右 反应 室 的温 度 、 空 气 进／
蓄 热式热 氧化 器 （ Ｒ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ｏ ｘ ．
Ｒ Ｔ Ｏ茸 热运行外， 还有多余的热量输出， 可将这
些富余 的热量进 行二 次 回收利 用 。
ｉ ｄ ｚ ｅ ｒ ， Ｒ Ｔ Ｏ）是 一 种 用 于 处 理 挥 发 性 有 机 废 气
１ ９ ６
化
工
机
械
２ ０ １ ５年
蓄 热 式 氧化 器 用 陶瓷 蓄热 体 性 能 测 试 及 对 比
杨振 华 蔡鹏 山 韩 润
（ 天 华 化 工 机 械 及 自动 化 研 究 设 计 院有 限公 司 ）
摘
要
介 绍 了蓄 热 式热 氧 化 器 （ Ｒ Ｔ Ｏ） 主要 使 用 的 几 种 陶 瓷 蓄 热 体 ， 并模拟 Ｒ Ｔ Ｏ设备 的运行 ， 测 试 几
排 放 。在达 到规 定 的切 换 时 间后 阀切 换 ， 空 气 再
图２ 不 同 空 气 流 速 下 ４种 陶 瓷
从 蓄热 床 Ｂ底 部 进 入 ， 空气被加 热 ， 至 蓄热床 Ａ
床 层顶 层 时 其 温度 为 Ｔ ； 空 气 通 过 蓄 热 床 Ａ， 该 陶瓷床 吸 收空气 所 带 的热 量 ， 至 床 层底 部 时温 度 降至 ， 然 后 通 过 切 换 阀 排 放 。 如 此 周 期 性 切
日 山
、
司
世 出
气被加热， 至 蓄 热 床 Ｂ床 层 表层 时其 温 度 为 Ｔ ； 空 气通 过 蓄热 床 Ｂ， 该 陶瓷 床 吸 收空 气 所 带 的热
∞加 如∞如 加ｍ 量， 至床 层 底 部 时 温 度 降 至 ， 然后通过切 换∞ 阀
０ ０ Ｏ Ｏ ０ Ｏ ０ Ｏ Ｏ ０ ０
同时通 过测 压 系统 的测试 可得 到 陶瓷床 在热 态工 作 温度 下 的压 降 Ａ ｐ 。 热 效率 卵的计算 式为 ：
叼＝（ ｈ —Ｔ ｏ ） ／ （ 一 ） （ １ ）
床 Ａ进 行预 热 ， 然 后在 燃烧 室 内 Ｖ Ｏ Ｃ充 分氧 化放
因陶瓷材 料具 有 良好 的耐 高 温 、 抗氧化、
热； 氧 化 完 成 后 洁净 的气 体 通 过 蓄 热 床 Ｂ冷 凝 ，
将热 量传 递 给蓄热 床 Ｂ后 排人 大 气 ， 此 过程 为半
耐腐蚀 性 能 和 足够 的机 械强 度 ， 且 其 价 格 低 廉， Ｒ Ｔ Ｏ设 备 都 采 用 陶瓷 材 料 作 为 蓄 热 体 。 陶
（ Ｖ Ｏ Ｃ ） 的节能 型环 保装 置 ， 考核 Ｒ Ｔ Ｏ装置 的 主要 指标 是热 效率 和 系 统压 降 ， 这 两 项 指 标 都 与所 用
的陶瓷蓄 热体 有密 切关 系 。蓄热体 性能 测试 是在
不 同床层 高度 、 不 同流 速 和不 同 阀切 换 时 间下 测 试不 同 陶瓷蓄 热体 的热 效 率 和 压 降 ， 对 蓄热 式 换 热器 及蓄 热 式 氧化 器 的 设 计 等 具 有 技 术 指 导 意 义 。笔者 模拟 Ｒ Ｔ Ｏ设 备 的运行 ， 对 ４种 陶瓷 蓄热 体 的热效 率 和压降 进行 了测试 。
个 周期 。Ｖ Ｏ Ｃ高 温 氧 化 产 生 的 热 量 除 了满 足
杨振华 ， 男， １ ９ ８ ２年 １ ０月 生 ， 工 程 师 。甘 肃 省 兰 州 市 ， ７ ３ ０ ０ ６ ０ 。
第４ ２卷
第 ２期
化
工
机
械
ｌ ９ ７
表 １ 蓄 热 式热氧 化 器常 用的 蓄热体 及其 性 能指标
个周 期 。半个 周 期 结 束 后 ， 阀门切换 ， 含有 Ｖ Ｏ Ｃ
的尾 气先 通过 蓄热 床 Ｂ进 行 预热 ， 然 后 在燃 烧 室 内氧化放 热 ， 最 后 通 过 蓄 热 床 Ａ 进 行 热 交 换 放 热， 放热 完 成 后 ， 洁净 的气 体排 人 大 气 ， 至 此 完成
２ 陶瓷 蓄热 体 的性 能测试
两 床式 Ｒ Ｔ Ｏ测 试 模 拟 装 置 的主 体 结 构 由燃
昌
●Hale Waihona Puke 烧室、 两个 陶瓷 蓄热 体蓄热 床 和两个 切换 阀组 成 ，
先 将其 加热 至工 作 温 度再 进 行 测试 。空 气 （ 温 度 为Ｔ ｏ ） 由引 风机 吸人 后从 蓄热 床 Ａ底 部 进 入 ， 空
种 蓄热 体 的性 能 ， 对Ｒ Ｔ Ｏ设 备 的 设 计 具 有 指 导 意 义 。
关 键 词 蓄 热 式 热 氧 化 器 陶 瓷蓄 热 体 热 效 率 压 降
中 图分 类 号
Ｔ Ｑ ０ ５ ２ ． ６
文献标识码
Ａ
文章编号
０ ２ ５ ４ － ６ ０ ９ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ － ０ １ ９ ６ － ０ ３
一
瓷蓄热体 的材 料 主要 有 黏 土 、 刚玉 、 莫 来 石 及
堇青石等 ， 常见 的 蓄热 体 形状 主 要 有球 形 、 鞍 环状 、 管状 、 多层板片 （ 或波纹板 ） 和蜂窝状 … 。 目前 蓄 热 式 热 氧 化 器 常 用 的 ４种 蓄 热 体 及 其 性能指标见表 １ 。
１ 蓄 热 式 热 氧 化 器
典 型 的两 床式 Ｒ Ｔ Ｏ结 构示 意 图如 图 １ 所示。
Ｒ Ｔ Ｏ启 动前 先 通 过 燃 烧 器 对 燃 烧 室 和 蓄 热 床 进
行 预热 ； 预热 完成 后 ， 含有 Ｖ Ｏ Ｃ的 尾气 进 入 蓄热
图１ 两床 式 Ｒ Ｔ Ｏ 结 构 示 意 图