01、前言概述

挥发性有机物（Volatile Organic Compounds, VOCs）是石油化工过程以及各种使用有机溶剂的行业如喷漆、印刷、脱脂、胶粘剂、制药、塑料、橡胶加工等行业排放的最常见的污染物，可能含有苯、醇、酮、醛、酚、醚、烷和NOx、SO2、水蒸气、HCl、Cl2等无机污染物，该类化合物多数具有刺激性气味和毒性，部分已被列为致癌物，如氯乙烯、苯、多环芳烃等，其中苯对人体骨骼的造血功能造成破坏，甲苯和二甲苯对中枢神经具有很强的麻醉作用；有的VOCs在太阳光的照射下与NOx发生光化学反应形成光化学烟雾对人类健康造成危害；部分VOCs对臭氧层具有破坏作用，如氡氟烃（CFCs）和含氢氯氟烃（HCFCs）；并且多数VOCs易燃易爆，对企业的安全造成威胁。

02、RTO蓄热式焚烧技术 

用来控制VOCs气体排放的热处理方法随着时间的推移不断发展，最初是采用直接燃烧法，之后发展成热氧化和封闭式燃烧，然后发展成换热式热氧化器，在20世纪70年代才发展成热效率较高的RTO（Regenerative Thermal Oxidizer）系统，但当时的RTO设备简单，处理量小，有机物的破坏和去除效率也不是很高，近些年来随着技术的不断改进，RTO设备的性能越来越完善。

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer），再生热氧化分解器，又称蓄热式焚烧器。该技术是将有机废气加热达到高温（750℃以上）条件后直接氧化分解成CO2和H2O从而无害处理废气污染物，并回收分解时产生的热量，是一种处理高浓度有机废气的高效节能型环保装置。

RTO蓄热燃烧工艺可分为固定式和旋转式燃烧等，固定式蓄热燃烧工艺有二室、三室、五室等，理论上蓄热数量越多净化效率越高，两室RTO蓄热式焚烧装置VOCs的去除率为95~98%，三室RTO蓄热式焚烧装置VOCs去除率可达98%以上，但设备投资或占地随之提高。旋转式RTO装置有旋转气缸型、盘型和旋转阀门型，其中旋转式RTO结构除驱动区、分配区外，其余与固定式相同，一般情况下，燃烧工艺考虑三室固定式蓄热燃烧工艺的较多，占地有限条件时可以考虑旋转阀门型燃烧工艺。

03、二室RTO焚烧装置工艺 

图注：二室RTO焚烧系统

有机废气通过引风机输入蓄热室 1 进行升温，吸收蓄热体中存储的热量， 随后进入焚烧室进一步燃烧，升温至设定的温度，在这个过程中有机成分被彻底分解为CO2和H2O。由于废气在蓄热室1内吸收了上一循环回收的热量，从而减少了燃料消耗。

处理过后的高温废气进入蓄热室2进行热交换，热量被蓄热体吸收， 随后排放。而蓄热室2存储的热量将可用于下个循环对新输入的废气进行加热。

该过程完成之后系统自动切换进气和出气阀门改变废气流向，使有机废气经由蓄热室2进入，焚烧处理后由蓄热室1热交换后排放，如此交替切换持续运行。

04、三室RTO焚烧装置工艺 

有机废气通过引风机进入蓄热室1吸热，升温后进入焚烧室中进一步加热， 使有机废气持续升温直至有机成分彻底分解成CO2和H2O。由于废气在升温过程中利用了蓄热体回收的热量，所以燃料消耗较少。

废气经处理后离开燃烧室，进入蓄热室2释放热量后排放，而蓄热室2的蓄热体吸热后用于下个循环加热新输入的低温废气。与此同时，引入部分净化后的气体对蓄热室3进行吹扫以备进行下一轮热交换。

该过程全部完成后切换进气和出气阀门，气体由蓄热室2进入，蓄热室3排出，蓄热室1进行吹扫；再接下来的循环则切换为由蓄热室 3进入，蓄热室1排出，蓄热室2进行吹扫，如此交替切换持续运行。

05、旋转式焚烧装置工艺 

主体形状是一个圆形的筒体，这个筒体结构包括了燃烧室、蓄热室、旋转阀等。炉体分成12个室，5个进气室（预热区）、5个出气室（冷却区）、1个吹扫室和1个隔离室，旋转阀由电机带着连续、匀速转动，在分配阀的作用下，废气缓慢在12个室之间连续切换。当有机废气VOCs从底端的进气口进入到加热区，气体温度加热到一定温度后进到顶端的发动机燃烧室，并彻底氧化反应。清洁后的高温气体离去燃烧氧化室，进到冷却区并将热量发送给蓄热体而气体被冷却，通过气体调节器排出来，而冷却区域瓷器蓄热体吸收预热，用以下一个循环加热废气。

06、沸石转轮RTO焚烧装置 

沸石转轮吸附浓缩+RTO处理工艺是目前有机废气处理中处理低浓度、大风量的主流技术。由于低浓度废气用RTO废气处理工艺直接燃烧需要补充天然气等大量燃料，运行成本很高经济上不划算。因此需要把低浓度的废气浓缩后，变成高浓度的废气再进行燃烧，这样既节约了能源又减小了设备的尺寸。

07、配套耐火材料 

图注：陶瓷纤维模块

图注：多孔莫来石质蜂窝陶瓷

 RTO焚烧设备主要耐火材料应用区域为蓄热室、燃烧室及烟囱部位，燃烧室温度在760~900℃，耐火材料主要要求耐有机气体侵蚀及保温，当前RTO焚烧设备主要采用陶瓷纤维模块；蓄热室材料采用多孔莫来石质蜂窝陶瓷；烟囱部位温度400℃以下，相对较低，采用耐酸防腐浇注料可满足使用。需要注意的是，当VOCs气体中为含氟酸性气体时需要针对气体成分及浓度做出调整，以满足使用。