目前,蓄熱式熱氧化爐(RTO)廣泛應用于廢氣VOCs治理中,由于蓄熱體在RTO催化燃燒設備中需要周期性的儲存和釋放熱量,導致其同樣周期性的處于高溫和低溫環境中,易出現孔道坍塌、破裂、板結等現象。實際應用過程中發現,除蓄熱體本身出現上述現象會造成蓄熱體堵塞外,廢氣組成及處理工藝也會引起蓄熱體堵塞,在治理含氨、氯離子、硫酸根、硝酸根、碳酸根等成分復雜的廢氣工況下,會產生硫酸銨、氯化銨、硝酸銨、碳酸銨等銨鹽,容易堵塞 RTO下部蓄熱體,從而影響RTO設備的正常運行。當設備堵塞情況發生時,需對設備進行拆解,對蓄熱體進行清理或更換,影響生產運行,同時檢修難度和費用較高。
如下分析各類銨鹽成分和形成機理及改善措施:
1、各類銨鹽的性質以及對RTO產生的影響:
(1)氯化銨鹽是一種白色晶體,容易溶于水,但不溶于乙醇和乙醚。在高溫下分解為氨和氯化氫,會對RTO產生腐蝕作用,特別是在RTO的低溫區域;
(2)硫酸銨鹽是酸性鹽,容易在高溫下分解為氨和硫酸氫銨,也易吸濕。此類鹽會導致RTO催化燃燒裝置產生酸性條件,損壞設備;
(3)硝酸銨鹽在高溫下分解為氨、二氧化氮和水,這會導致氣體組成不穩定,同時其吸濕性會加劇蓄熱陶瓷的堵塞問題;
(4)碳酸銨鹽易在高溫下分解為氨、二氧化碳和水,同時吸濕性較高,對RTO裝置產生不利影響。
2、通過以上分析發現這類銨鹽,物化性質不穩定,易溶于水,受熱易分解。針對其特性結合實際工程經驗,本文提出如下處理措施:
(1)廢氣采用分類收集、分類治理,盡量將含氨廢氣單獨收集、單獨處理,不和含氯、含硫等廢氣混合;
(2)采取預處理源頭削減措施,通過合理的預處理工藝將廢氣中容易產生銨鹽的某一種物質提前除去,盡可能減小后續形成銨鹽的概率;
(3)采用不宜堵塞的蓄熱陶瓷:如大孔徑的蜂窩陶瓷或板片式陶瓷蓄熱體,可以有效降低陶瓷蓄熱體堵塞風險;
(4)在RTO底部一層蓄熱陶瓷上部設置檢修門,當出現銨鹽堵塞時,可快速打開檢修門,用水對底部蓄熱磚進行沖洗,可以快速溶解陶瓷磚內部堵塞的銨鹽顆粒,RTO催化燃燒的下部設置有排水口。
總之,要保證VOCs的治理項目的成功,最重要的就是要掌握廢氣的具體工況,包括廢氣組分、濃度、排放規律等,這樣才能根據廢氣的具體情況選擇合適的預處理工藝及治理工藝,來保證廢氣穩定達標排放。
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二零二四年 一月