RTO焚燒爐的運行能耗分析及相關(guān)計算
時(shí)間:2022-01-18 來(lái)源:天達環(huán)保 關(guān)鍵詞:RTO焚燒爐,RTO,蓄熱式焚燒爐,RTO蓄熱式焚燒爐,RTO運行能耗 瀏覽:4854
導讀:RTO焚燒爐的運行能耗主要是電和燃料。電耗與設備選型有關(guān),一旦選定設備,電耗基本確定,但燃料的消耗往往波動(dòng)較大。主要是因為在實(shí)際生產(chǎn)中,因廢氣量以及濃度不穩定,在啟動(dòng)及運行過(guò)程中,需要經(jīng)常補充燃料以維持燃燒室溫度。所以關(guān)于燃料的消耗需要更加關(guān)注。
企業(yè)新建治污設施或對現有治污設施實(shí)施改造,應依據排放廢氣的濃度、組分、風(fēng)量,溫度、濕度、壓力,以及生產(chǎn)工況等,合理選擇治理技術(shù)?!吨攸c(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機物綜合治理方案》中提到,鼓勵企業(yè)采用多種技術(shù)的組合工藝,提高VOCs治理效率。
我國化工行業(yè)目前比較常見(jiàn)的廢氣處理設備是RTO蓄熱式焚燒爐。與傳統的廢氣處理設備相比,它具有處理效率高、運行成本低等優(yōu)點(diǎn)。但如果RTO焚燒爐運行管理不善,車(chē)間廢氣處理控制不好,往往造成運行能耗大、成本高,企業(yè)往往因過(guò)高的成本而無(wú)法正常運行,使得廢氣超標排放時(shí)有發(fā)生。
RTO焚燒爐的運行能耗主要是電和燃料。電耗與設備選型有關(guān),一旦選定設備,電耗基本確定,但燃料的消耗往往波動(dòng)較大。主要是因為在實(shí)際生產(chǎn)中,因廢氣量以及濃度不穩定,在啟動(dòng)及運行過(guò)程中,需要經(jīng)常補充燃料以維持燃燒室溫度。所以關(guān)于燃料的消耗需要更加關(guān)注。
運行能耗
以10000Nm3/h為例,300天/年,24h/天運行;電費1.2元/kw.h,天然氣費3.6元/m3,壓縮空氣費0.2元/m3
1. 電耗:
29.5*0.8*300*24*1.2=203904元/年;
2. 天然氣:
58.4*0.25*300*24*3.6=378432元/年;
(天然氣消耗根據廢氣入口濃度變化而變化,此項按較低濃度下運行天然氣的損耗)
3. 壓縮空氣:
4*0.2*300*24*0.2=1152元/年;
合計:583488元/年
關(guān)于RTO的幾個(gè)簡(jiǎn)單計算
1. 熱效率以及進(jìn)出口溫差
熱效率=(Tcom-Tout)/(Tcom-Tout)*100%
圖片
式中:
Tcom——裝置燃燒室溫度,℃;
Tout——裝置進(jìn)口氣體溫度,℃;
Tin ——裝置出口氣體溫度,℃。
假設RTO爐膛內的均溫為820℃,RTO進(jìn)口溫度為20℃,RTO熱效率≥95%,計算RTO出口溫度及進(jìn)出口溫差,即:
計算RTO出口的廢氣溫度為60℃,即溫差△T=40℃。
2. 空車(chē)運行天然氣的消耗量
RTO系統排放的熱量散失的途徑為廢氣帶走的熱量和RTO系統表面散熱。因系統排放的熱量中系統表面散熱遠小于廢氣帶走的熱量。故理論計算中RTO系統的表面散熱可以忽略不計。即我們假設工況為:
一套1萬(wàn)風(fēng)量的的三床式RTO,入口溫度為20℃,設計熱效率≥95%,爐膛平均溫度為820℃,天然氣熱值為36000kJ/Nm3。計算空車(chē)運行狀態(tài)的天然氣耗量即計算沒(méi)有VOCs進(jìn)入時(shí)的天然氣空燒的耗量。
依照公式:
Q=CM△T
即RTO焚燒系統空車(chē)運行時(shí)的熱量需求為:
Q熱量:
1.005×1.293×10000×40=519786kJ/h;
計算得出天然氣的耗量為:
V天然氣:
519786÷36000=14.44Nm3/h。
3. 系統自供熱(不需要額外補充天然氣)時(shí)的最低濃度
以甲苯為例,假定上述RTO所處理的廢氣全部為甲苯,
當甲苯所釋放的熱能大于或等于RTO焚燒運行時(shí)的熱量需求,
即Q甲苯≥519786kJ/h時(shí),系統可實(shí)現自供熱。
甲苯熱值=3918KJ/mol,
摩爾質(zhì)量=92g/mol,
計算需要燃燒甲苯的量為12205.29g/h,
處理風(fēng)量為10000Nm3/h,
折換濃度為1220.53mg/m3。
4. 計算系統進(jìn)氣的最高濃度
先計算混合氣體的爆炸極限:
L=1/(Y1/L1+Y2/L2+Y3/L3),
式中:
Y1、Y2、Y3代表各組分在混合氣體中的體積分數;
L1、L2、L3代表各組分的爆炸極限;
RTO的進(jìn)氣濃度要控制小于爆炸極限的1/4,根據摩爾質(zhì)量換算出RTO的進(jìn)氣濃度上限。