覃显益,高乃平,高久唯,潘甲志,高 鹏,朱 彤

RTO热力平衡核算及天然气消耗量影响因素分析

覃显益1,2,高乃平2*,高久唯3,潘甲志3,高 鹏3,朱 彤2

(1.上海电力大学能源与机械工程学院,上海 201306；2.同济大学机械与能源工程学院,上海 200092；3.江南造船(集团)有限责任公司,上海 201913)

以某船舶涂装车间运行数据为依据,建立了蓄热式高温氧化炉(Regenerative Thermal Oxidizer, RTO)的热力平衡关系式,核算了RTO空载和满载运行的数据,验证了炉温与挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)浓度的关系;讨论了排风量、沸石转轮浓缩倍率、换热器热利用率和VOCs浓度四个关键参数对天然气消耗量的影响.结果显示,入炉VOCs浓度每增加1000mg/Nm3,炉温上升约21℃,排风量越小,沸石转轮浓缩倍率､换热器热利用率和VOCs浓度越大,天然气消耗量越低.基于本研究建立的热平衡方程,结合RTO实际工程应用中的注意事项,结果表明,在烘干阶段按照工艺要求的3次/h确定车间最小排风量,将沸石转轮浓缩倍率设定为10～14倍,选用换热器热利用率在0.7以上的换热器能在保证RTO安全运行的前提下显著降低天然气消耗量.

蓄热式高温氧化炉；挥发性有机化合物；热力计算；天然气消耗量

我国大型涂装工业车间VOCs污染严重,危害工人健康,大多数的VOCs具有极高的亲脂性,所以极易穿过细胞膜,使人的中枢神经中毒[1];VOCs在一定条件下能参与形成二次气溶胶,是大气中光化学烟雾和PM2.5的重要来源[2-5].在上海,船舶制造业VOCs贡献了工业源VOCs排放的6.27%,是表面涂装行业VOCs排放量最大的行业之一[6].

工业上……