技术简介：

安全型蓄热式热力氧化炉（Guarantee Regenerative Thermal Oxidizer，简称GRTO）原理是将VOCs废气加热到有机物自燃点以上，废气中的有机物在高温下与氧气发生氧化反应，使废气中的碳氢化合物变成CO2和H2O。

蓄热式热力氧化器在有机废气净化中的应用已有40多年历史，技术已经成熟，应用普遍，GRTO安全型蓄热式氧化燃烧技术在节约能源和减少环境污染等方面具有很大优势，可获得显著的经济效益和社会效益。随着GRTO设备市场占有率进一步提高以及环保标准的逐步提高，GRTO（安全型蓄热式热力氧化炉）系统控制较为复杂，自动化程度高。

工艺路线及参数或技术原理

（一）基本原理

其原理是将VOCs废气加热到有机物自燃点以上，废气中的有机物在高温下发生氧化反应，使废气中的碳氢化合物被氧化为成 CO2和 H2O。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温蓄热，蓄热室回收废气分解时所释放出来的热量，此蓄热用于预热后续进入的有机废气，热交换效率达到95％以上，从而节省废气升温的燃料消耗。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。

根据NFPA规定，首次开机时先对GRTO进行吹扫，置换至少6倍GRTO体积的新鲜空气，将残留在GRTO管道和炉膛内的有机物清理干净，避免点火时引爆。废气经过入口LEL在线监测，浓度在爆炸下限的25%以下时，含挥发性有机化合物(VOCs)的废气进入蓄热床预热，废气被蓄热陶瓷逐渐加热后进入氧化室氧化分解，最终烟气排出GRTO系统。阀门通过切换，交替运行，有效去除废气。

主要技术指标

1.VOCs去除率：≥99%（三室RTO）；

2.陶瓷利用率：67%（三室RTO）

3.氧化温度：760-900 ℃

4.停留时间：1.0 -3.0 sec

5.提升阀切换时间：小于0.5 s

技术创新特点：

1.(1)通过强化缓冲罐的调节作用和设置树脂/沸石应急旁路吸脱附设施，提高了系统运行的安全性和整体净化性能；

(2)自主研发的高性能提升阀，有效降低了RTO装置的废气泄漏和回火隐患；

(3)综合采用LEL浓度监测、高温限制装置、阻火器和泄爆口等措施，进一步增强了设备的安全性能。

2、该设备的系统集成度与自动化水平高，具有安全性好、运行灵活方便、稳定高效等特点

3、该设备已在农药、印刷等废气治理项目中得到应用，净化效果满足相应的排放标准，可广泛适用于石油化工、煤化工、精细、化工等行业VOCs废气处理。

该成果为VOCs废气治理提供了一种安全高效的工艺设备，在同类技术中总体达到国内领先水平。

技术优势（重要亮点可用颜色标识）

1硬件安全性

机械阻火器：防止GRTO氧化室由于粉尘颗粒物着火或者压力波动涉及管道发生回火；

LEL监测仪：严格控制GRTO入口废气浓度不超过25%LEL；

浓度检测仪：废气浓度很高但不超过25%LEL，应在前端足够距离处安装气体浓度在线检测仪，并采用稀释或增设旁通等方法，对废气进行安全处理；

喷淋洗涤塔：有效降低进入GRTO的可燃性气体的浓度和固体颗粒物，延长停留时间；

紧急旁通：避免超过25%LEL的废气进入到GRTO发生安全事故；

泄爆门：极速降低炉膛压力；

热电偶：多支用于温度显示、记录、连锁控制；

压差开关、压差表：防止炉体堵塞；

急停按钮：实现紧急停。

2软件安全性

点火程序控制：新鲜空气对炉膛内的残留废气进行吹扫，以避免爆炸危险；设置GRTO燃烧器为长明火装置。

高温控制报警：高温限制器于主控制盘上独立控制，并需经FM 认证，高温控制报警；

应急停电系统：一台应急压缩空气储气罐、UPS和手自动控制的泄爆门

炉膛温度过高应急保护：双电偶监控温度，连锁PLC实现应急关闭；

排烟温度控制：排烟温度(蓄热式下层温度) 与阀门进行连锁控制

3运行安全性

安全启机预热：首先点燃燃料串的母火，确认无误后再导入天然气点燃主火进行预热炉体；

吹扫：在GRTO启动时，根据NFPA规定先对GRTO进行吹扫，至少置换6倍GRTO体积的新鲜空气；

控温：当GRTO温度出现异常时（即前端浓度太高），通过PLC程序自动控制关闭进气阀，全开异常外排和新风阀，使GRTO设备完全通过新鲜风降温；

报警：系统发生报警，将会在触控式荧幕上显示何时何地发生何种报警，便于及时排查系统故障；

引风机故障：引风机故障自动采取停炉处理

4 GRTO净化效率高 

GRTO可适应大风量、高、低浓度变化大、高净化效率的VOCs 处理需求，符合严格的《环境保护法》、《大气污染防治法》、《挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策》环保法律法规安全要求，同时，GRTO零泄漏提升阀门能满足将来更严格的环保排放要求。安全措施规范、安全控制系统完整，安全设计严谨，安全系数高，运行稳定，净化处理效率高，一次性投入成本低，运行维护成本低，性价比高，无二次污染等优点，热能回收具有符合节能降耗的要求，可适用于石油化工、煤化工、精细化工、涂装喷漆、印刷包装、以及能源环保工程等多种行业

设备组成

（一）主要设备

包括粉尘/漆雾过滤器、进气风机、入口隔离阀、提升阀、蓄热陶瓷、氧化炉、吹扫风机、热回收接口、混合箱、烟囱、旁通阀门和应急吸附装置。

（二）运行管理

公司现有工艺控制已进行升级，自动化程度高，根据进气量及气体浓度调节，可通过PLC实现自动调节，进一步节约了人工费用，也保证了废气排放口的稳定达标排放。

技术要求

单套设备废气处理量在5000-100000m³/h之间；

处理废气非甲烷总烃浓度一般宜低于2000mg/m³；

处理废气温度以低于50℃为宜。

GRTO可适应大风量、中低浓度的VOCs 处理需求。安全规范完整，安全设计严谨，措施扎实，在安全上可较好地避免发生爆炸的危险。

该设备具有安全可靠，净化处理效率高，运行维护成本低，性价比高，回报率高，无二次污染等优点。较好的热能回收功能，具有符合节能降耗的要求，可适用于石油化工、煤化工、精细化工、涂装喷漆、电子厂、半导体行业、印刷包装、食品厂冶金、金属加工、陶瓷、汽车和纺织行业以及能源环保工程等多种行业

工程案例：

（一）项目情况

应用行业：工业产品喷漆

处理规模 ：10万m3/h 沸石转轮+GRTO废气处理设备

VOCs成份：乙酸酯类， 苯系物

进口浓度：2000mg/m3

（二）运行费用

燃料：浓缩后VOCs 浓度较高，正常运行无需补入燃料；

人工费：PLC控制自动程度高，无需人工操作；

电费：130kW*h*1元/ kW*h = 130元/h

设备年运行费用：93.6 万元/年

（三）效益分析

1、经济效益分析

针对处理规模 10万m3/h VOCs 沸石转轮+GRTO废气处理设备

1）单位投资成本（万元）

1250万元

2）单位运行成本（单位能源成本）

燃料：浓缩后VOCs 浓度较高，正常运行无需补入燃料；

人工费：PLC控制自动程度高，无需人工操作；

电费：130kW*h*1元/ kW*h = 130元/h

设备年运行费用：93.6 万元/年

3）单位污染物处理成本：

依上海最新VOCs排污费：180 kg/h * 20元/kg = 3600元/h

年排污收费：3600元/h * 7200 h/年= 2592 万元/年

4）投资回收期：0.25年

2、环境效益分析

该技术可有效控制挥发性有机废气的排放，从末端对企业产生的挥发性有机废气进行彻底分解，对大气环境的改善起到推动作用，同时为企业的顺利满负荷生产提供了条件；

该技术末端产物主要为二氧化碳、水和少量的无机盐，无二次污染物的产生，避免了治理过程中的二次污染；

该技术的推广使用，可有效的控制排污企业污染物排放的总量，利于大气环境的改善，减少周边居民的投诉，降低了环境纠纷事件的数量，同时对排污企业的作业条件有较大的改善。

专利成果

一种安全型蓄热式焚烧炉GRTO(申请号：201821622883.X)

新技术获得国家生态环境部国际领先的安全型RTO评估证书