蓄熱體在RTO的功能、型式、使用注意要點(diǎn)

一、陶瓷蓄熱體的功能

在三床式RTO中，陶瓷蓄熱體反復(fù)的吸熱和放熱，類似RTO系統(tǒng)熱量交換器。當(dāng)?shù)蜏囟鹊挠袡C(jī)廢氣通過蓄積熱量的A蓄熱室高熱陶瓷蓄熱體時(shí)，蓄熱體將儲存的熱量釋放給廢氣，使廢氣溫度升高到所需的預(yù)熱溫度，反之陶瓷蓄熱體自身被低溫度有機(jī)廢氣冷卻降溫；預(yù)熱后的有機(jī)廢氣進(jìn)入燃燒室，經(jīng)高溫?zé)峤夂蟮膬艋療煔馔ㄟ^低溫度的C蓄熱室蓄熱體時(shí)，高溫?zé)峤馑尫懦鰜淼臒崃勘坏蜏囟忍沾尚顭狍w吸收，使高溫?zé)峤鉄煔饫鋮s，蓄熱體本身相當(dāng)于被加熱，蓄熱室 B則用于反吹殘留有機(jī)廢氣，整個(gè)RTO系統(tǒng)如此周而復(fù)始地循環(huán)往復(fù)，陶瓷蓄熱體反復(fù)蓄熱放熱，使得VOCs既被有效轉(zhuǎn)化成潔凈的CO2和H2O，同時(shí)反應(yīng)所釋放出來的熱量被充分有效回收利用，所以RTO是目前雙碳目標(biāo)下一種優(yōu)秀的碳中和方式。

在RTO正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不考慮助燃條件的話，在切換閥切換的時(shí)間段內(nèi)，RTO集氣室內(nèi)的流速會發(fā)生變化，蓄熱體輸出的氣體溫度開始是接近爐膛溫度的，隨著時(shí)間的推移，溫度會逐漸變低，等到切換閥再一次換向時(shí)，溫度達(dá)到更低點(diǎn)。在加熱階段，熱的煙氣主要以對流和輻射的方式被排放到陶瓷蓄熱體表面，以進(jìn)行預(yù)熱。在冷卻時(shí)期，蓄熱體主要以對流和輻射的方式將熱量通過陶瓷蓄熱體表面釋放出來，傳遞給被預(yù)熱有機(jī)廢氣。通過不同蓄熱室的切換，將熱量更大限度地保留在爐內(nèi)，大大降低了熱量損失，這使得RTO裝置熱回收效率達(dá)到95%以上。

二、 陶瓷蓄熱體的型式選擇

一般來說，RTO蓄熱體的材料主要有規(guī)整蜂窩陶瓷、馬鞍環(huán)以及球狀陶瓷蓄熱體等等。目前YIHEAC在設(shè)計(jì)RTO時(shí)常用的蓄熱體形式包括散堆材料（顆粒填料，如矩鞍環(huán)）和規(guī)整填料（如蜂窩填料和板波紋填料）。為了降低床層阻力，使氣體通過順暢，目前在RTO裝置中大多采用規(guī)整填料，特別是蜂窩狀陶瓷蓄熱體，蜂窩陶瓷蓄熱體與其他蓄熱體（如陶瓷球等）相比具有比表面積大、阻力損失小、熱脹冷縮系數(shù)小、抗熱性能好等優(yōu)點(diǎn)。陶瓷蜂窩填料一般做成150mm150mm150mm或150mm150mm300mm的柱狀蓄熱體，并整砌于RTO的蓄熱室中。

由于規(guī)整陶瓷以及散堆陶瓷各有優(yōu)缺點(diǎn)，比如規(guī)整陶瓷為了提高熱回收效率，在設(shè)計(jì)時(shí)會更大程度地提高比表面積，從而更大程度地實(shí)現(xiàn)熱量交換，這就意味著對于一塊蜂窩陶瓷來說，同等材質(zhì)以及使用條件下，小孔越多，可能意味著熱回收效率越高。但是這樣也帶來了使用工況下的耐熱沖擊能力、多層堆疊時(shí)的承載能力以及面對醫(yī)化行業(yè)復(fù)雜氣體氧化帶來的堵塞問題等諸多挑戰(zhàn)。那么，如何面對這些挑戰(zhàn)，也變成了設(shè)計(jì)工程師們的重要難題，如何在使用過程中更好地維護(hù)和使用陶瓷蓄熱體，也變成了我們的研究方向。綜合案例現(xiàn)場總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)烈建議使用單位和設(shè)計(jì)單位在交付RTO設(shè)備時(shí)，注意協(xié)助我們的客戶，如何更好地維護(hù)陶瓷蓄熱體，從而提高長期使用價(jià)值。

三、陶瓷蓄熱體的使用注意要點(diǎn)

（1）在陶瓷蜂窩體材料的選用上，不應(yīng)一味追求含鋁量。含鋁量越高，耐火度越高，但抗熱震性卻越差。有條件的話，在同一蓄熱室內(nèi)更好采用兩種材料，由爐內(nèi)至爐外方向依次采用剛玉、莫來石、菫青石質(zhì)（或相近材質(zhì)），達(dá)到抗熱震性和耐火度的更佳優(yōu)化，但是這一點(diǎn)對大多數(shù)使用單位來說具有更高的挑戰(zhàn)性。

（2）在RTO的使用過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制顆粒物的進(jìn)入，盡可能采用一些積極的預(yù)處理措施，將粉塵等顆粒物的濃度嚴(yán)格控制在5mg/m3濃度以下，減少固體顆粒物聚集，進(jìn)而阻止它們被吸入蓄熱陶瓷體內(nèi)，造成蓄熱陶瓷體的堵塞損壞。

（3）合理地選擇陶瓷蓄熱體孔距及壁厚。有條件的話，蓄熱體孔眼盡量采用兩種形式，靠近爐膛高溫部位的第一層采用大孔厚壁結(jié)構(gòu)，其余部分采用小孔薄壁結(jié)構(gòu)。盡量不為了追求比表面積大，選用過于細(xì)小的孔眼結(jié)構(gòu)，影響強(qiáng)度并造成堵塞。

（4）有機(jī)廢氣以及天然氣的不完全燃燒，將在蓄熱體內(nèi)進(jìn)行二次燃燒，造成蜂窩體損壞。設(shè)計(jì)燒嘴時(shí)，應(yīng)充分考慮兩噴口的角度、距離及兩股射流的動量比。同時(shí)控制空燃比，保證有機(jī)廢氣或者天然氣完全燃燒。這樣在陶瓷蓄熱體內(nèi)就可以減少二次燃燒的問題。