在工業(yè)生產過程中往往會產生的含揮發(fā)性有機物化合物的廢氣，揮發(fā)性有機物大多數具有特殊的氣味，危害人體健康及作物生長，破壞臭氧層。近年來，控制大氣污染的要求日益提高，有機廢氣的處理勢在必行，有機廢氣焚燒法可有效的處理該部分廢氣。有機廢氣焚燒處理的種類多種，如：回轉窯焚燒爐（三廢爐）、蓄熱式催化劑焚燒爐(RCO)、催化劑焚燒爐、濃縮轉輪/焚燒爐、直接燃燒焚燒爐、氯化有機物催化劑焚燒爐、地面火炬焚燒等。

該技術產生的背景

隨著科學技術的不斷發(fā)展，制造和表面處理工藝越來越復雜，揮發(fā)性有機物化合物在工業(yè)中的應用越來越廣泛，例如半導體制造業(yè)、石油化工業(yè)以及表面涂裝行業(yè)等，都有大量使用揮發(fā)性有機溶劑的工業(yè)領域；制藥、粘合劑、印刷以及燃料燃燒等有機溶劑等生產和使用過程也會產生含有揮發(fā)性有機化合物的廢氣。揮發(fā)性有機物大多數具有特殊的氣味，能導致人體呈現種種不適，并具有毒性、刺激性、致癌的作用，特別是苯、甲苯及甲醛對人體健康會造成更大的傷害，在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳氫有機化合物與氧化劑發(fā)生光化學反應，生成光化學煙霧，危害人體健康及作物生長，破壞臭氧層。

早期這些含有有機物的廢氣直接排入大氣，是工業(yè)園的主要空氣污染物的來源。近年來，人們的環(huán)保意識不斷增強，對控制大氣污染的要求日益提高，從20世紀初期開始，冷凝、生物過濾、化學洗滌、活性炭吸附、膜分離和火焰焚燒等多種方法已經用于處理有機廢氣。近幾年結合國內裝置水平及基礎工業(yè)裝備提高，又研發(fā)了多種焚燒技術，我公司推廣到企業(yè)中應用，取得了良好效果。

有機廢氣焚燒處理的種類、回轉窯焚燒爐（三廢爐）

回轉窯焚燒爐是用于處理廢鹽處理、固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)可燃性廢物的通用爐型，對組分復雜的三廢,如瀝青渣、有機蒸餾殘渣、漆渣、焦油渣、廢溶劑、廢橡膠、鹵代芳烴、高聚物，特別是含PCB的廢物等都很適用。美國大多數危險廢物處理廠處置廠采用這種爐型。該爐型操作穩(wěn)定、焚燒安全。很適合國內企業(yè)應用，一般耐火襯里每兩年更換一次。

回轉窯焚燒爐通常稍微傾斜放置，并配以后置燃燒器，一般長徑比2-10，轉速1-5r/min，安裝傾角1-3度，操作溫度上限為1650℃。回轉窯的轉動將廢物與燃氣混合，經過預燃和揮發(fā)將廢液轉化為氣態(tài)和殘灰，轉化后氣體通過后置燃燒器的高溫區(qū)（1100-1370℃）進行完全燃燒。氣體在后置器中平均停留時間為1.0-3.0s，空氣過剩系數為1.2-2.0.回轉窯焚燒爐平均熱容量約為63*166KJ/h。爐中焚燒溫度（650-1260℃）的高低取決于兩方面，一方面取決于廢液的性質，對含鹵代有機物的廢液，焚燒溫度在850℃以上，對含氰化物的廢液焚燒溫度高于900℃；另一方面取決于采用哪種除渣方式（濕式還是干濕）。焚燒溫度由輔助燃料燃燒器控制。

蓄熱式催化劑焚燒爐(RCO)

排放自工藝含VOCs的廢氣進入雙槽RCO，三向切換風閥(POPPET VALVE)將此廢氣導入RCO的蓄熱槽(Energy Recovery Chamber)而預熱此廢氣，含污染的廢氣被蓄熱陶塊漸漸地加熱后進入催化床(Catalyst Bed)，VOCs在經催化劑分解被氧化而放出熱能于第二蓄熱槽中之陶塊，用以減少輔助燃料的消耗。陶塊被加熱，燃燒氧化后的干凈氣體逐漸降低溫度，因此出口溫度略高于RCO入口溫度。三向切換風閥切換改變RCO出口/入口溫度。如果VOCs濃度夠高，所放出的熱能足夠時，RCO即不需燃料。例如RCO熱回收效率為95%時，RCO出口僅較入口溫度高25℃而已。

催化劑焚燒爐

催化劑焚燒爐的設計是依廢氣風量，VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定。操作時含VOCs的廢氣用系統(tǒng)風機導入系統(tǒng)內的換熱器，廢氣經由換熱器管側(Tube side)而被加熱后，再通過燃燒器，這時廢氣已被加熱至催化分解溫度，再通過催化劑床，催化分解會釋放熱能，而VOCs被分解為二氧化碳及水氣。之后此一熱且經凈化氣體進入換熱器之殼側(shellside)將管側(tube side)未經處理的VOC廢氣加熱，此換熱器會減少能源的消耗，最后，凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。

直燃式焚燒爐

直燃式焚燒爐的設計是依廢氣風量，VOCs濃度及所需知破壞去除效率而定。操作時含VOCs的廢氣用系統(tǒng)風機導入系統(tǒng)內的換熱器，廢氣經由換熱器管側(Tube side)而被加熱后，再通過燃燒器，這時廢氣已被加熱至催化分解溫度(650~1000℃)，并且有足夠的留置時間(0.5~2.0秒)。這時會發(fā)生熱反應，而VOCs被分解為二氧化碳及水氣。之后此一熱且經凈化氣體進入換熱器之殼側(shell side)將管側(tube side)未經處理的VOC廢氣加熱，此換熱器會減少能源的消耗(甚至于某適當的VOCs濃度以上時便不需額外的燃料)，最后，凈化后的氣體從煙囪排到大氣中。

直接燃燒焚燒爐

有時直接燃燒焚燒爐源于后燃燒器(After-Burner)，直接燃燒焚燒爐使用經特別設計的燃燒器以加熱高濃度的廢氣到預先設的溫度，于運轉時廢氣被導入燃燒室(Burner Chamber)。燃燒器將VOCs及有毒空氣污染物分解為無毒的物質(二氧化碳及水)并放出熱，凈化后的氣體可再由熱回收系統(tǒng)以達節(jié)能的需求。恩國直接燃燒焚燒爐可達99%碳氫化合物破壞去除率，為達此去除率，高溫的廢氣區(qū)在爐內保持一定的滯留時間。在入口處也須讓廢氣有足夠的擾流和氧產生充分的混合，充分的擾流不只提高去除破壞率，更是為安全考慮。恩國的設計將爆炸風險降至最低以及最小的能源消耗。

濃縮轉輪/焚燒爐

濃縮轉輪/焚燒爐系統(tǒng)吸附大風量低濃度揮發(fā)性有機化合物(VOCs)。再把脫附后小風量高濃度廢氣導入焚燒爐予以分解凈化。大風量低濃度的VOCs廢氣，通過一個由沸石為吸附材料的轉輪，VOCs經被轉輪吸附區(qū)的沸石所吸附后凈化的氣體經煙囪排到大氣，再于脫附區(qū)中用180℃~200℃的小量熱空氣，將VOCs予以脫附。如此一高濃度小風量的脫附廢氣在導入焚燒爐中予以分解為二氧化碳及水氣，凈化的氣體經煙囪排到大氣。這一濃縮的工藝大大地降低燃料費用。

氯化有機物催化劑焚燒爐

氯化有機物催化劑焚燒爐(Chlorinated Catalytic Oxidizer)系統(tǒng)依風量，污染物種類及所需去除效率而設計。在運行操作時含VOCs的廢氣經氯化有機物催化劑焚燒爐風機抽到系統(tǒng)換熱器中。廢氣通過換熱器的管側，再到燃燒機，此處將廢氣加熱到催化劑反應溫度。含VOCs廢氣通過特制的抗鹵化物毒化的催化劑，轉化成二氧化碳，水氣并放出熱。這熱凈化的氣體通過換熱器的殼側，將熱能加熱浸入系統(tǒng)的廢氣，如此可以將燃料費用降到最小，在許多時候，如VOCs濃度夠高，可以不需額外燃料系統(tǒng)即可自行運轉。最后如有需要，可裝設恩國洗滌塔以去除無機酸(如HCL，CL2，HBr，Br2等)。

氯化氫套裝洗滌塔(HCL Scrubber Module)，氯化氫套裝洗滌塔出口含HCL或CL2的氣體導入氯化氫套裝洗滌塔中的驟冷塔，循環(huán)汞噴注大量的水進入用超合金(Hastelloy)材質的驟冷塔(quenches)。這時水會把熱廢氣降溫并將部分的氯化氫予以吸收，之后經一氣道進入逆流式的吸收塔。循環(huán)吸收溶液從吸收塔頂部的噴嘴噴灑而下，將剩余的氯化氫充份吸收，然后通過一除水層把水滴去除，再排到大氣。

自動清理陶瓷過濾系統(tǒng)

自動清理陶瓷過濾系統(tǒng)(Self-cleaning Ceramic Filter)系依排風量，污染物種類和所需補及過濾效率有關。系統(tǒng)操作運行時，排自工藝廢氣(含有冷或熱有機粒狀物/有機凝結物質或VOCs)。被抽引至陶瓷過濾器中。廢氣通過依粒狀物之例徑大小及捕集效率大小而設計選用的陶瓷板，一組燃燒器，間歇或連續(xù)加熱此一陶瓷板，使被捕集于此一陶瓷板的有機粒狀物揮發(fā)而進到焚燒爐中，任何無機物被燒成無機灰并掉至腔體底部而予以收集。經揮發(fā)的有機物導至焚燒爐中(如催化劑式焚燒爐，直燃式焚燒爐)經焚燒轉化為二氧化碳，水氣和熱氣。

地面火炬焚燒

放散氣體經管道進入火炬界區(qū)后，通過阻火器閥組進入集氣包。在集氣包內的平衡作用下通過 2路分別進入燃燒塔內分級進行燃燒，通過燃燒器放空燃燒。

蒸氣管線在界區(qū)接口處設置有閥組及 8字盲板。蒸氣進入火炬界區(qū)后，通過 管線、壓力表、及閥組后，作為燃燒器消煙用蒸汽。

氮氣界區(qū)接口處設置有閥組及 8字盲板。氮氣進入火炬界區(qū)后，通過總管、藍式過濾器、自立式調節(jié)閥、壓力表后，通過氣動直動閥組及限流孔板進入排放氣分級管線，分2路分別做為分級燒嘴點火前、后的吹掃。所有氮氣吹掃管線最低點設置有排凝手閥。

儀表空氣界區(qū)接口處設置有閥組及 8字盲板。儀表空氣進入地面火炬界區(qū)后，通過 D總管后。通過的管線去往儀表及控制閥。最低點設置有排凝手閥。

燃料氣界區(qū)接口處設置有閥組及 8字盲板。燃料氣進入地面火炬界區(qū)后，通過 總管后。經過籃式過濾器、自立式調壓閥、以及阻火器，最后進入長明燈與引火筒公用集氣管線。集氣管線最低點設置有排凝手閥。

火炬系統(tǒng)的現場控制由 PLC來完成。

火炬配多臺獨立的長明燈，每臺長明燈分別設置專用鎧裝熱電偶，通過溫度變送器將信號送PLC顯示、報警，聯鎖燃料氣電磁閥開，高能點火器自動點火。高能點火器均可就地、控制室、自動、手動操作，從而保證火炬系統(tǒng)的安全運轉。

為保證生產和人員安全，現場設置可燃氣體檢測報警系統(tǒng)，檢測閥組及燃燒塔內可燃氣的泄露和積聚情況，對裝置區(qū)環(huán)境中可燃氣體的濃度指示、濃度超限時報警。通過硬接線與廠區(qū)中心控制室聯接，以集中監(jiān)測、控制、操作和管理。

點火系統(tǒng)配置在每一支長明燈上，確保每一支長明燈可以單獨的點燃。點火裝置是由設置在引火筒附近的高能放電元件及引火筒內部燃料氣噴嘴實現點火動作，點燃引火筒，引燃長明燈、最后引燃塔內各級燃燒器。點火方式有以下三種方式實現：

自動點火：當集氣包上的壓力變送器檢測到排放信號時，PLC連鎖控制開啟相應的點火流程。

首先，PLC輸出控制開啟長明燈電磁閥，同時，開啟引火筒燃料氣閥電磁閥，啟動高空點火裝置點火，點燃引火筒，引燃長明燈。此時，熱電偶檢測到火焰溫度信號，并將信號送至 PLC輸入端，PLC輸出控制關斷引火筒燃料氣電磁閥、點火裝置；一次點火流程完成。PLC進入監(jiān)控狀態(tài)。長明燈保持長期燃燒狀態(tài)。每支長明燈都可以單獨長明。任何 1支長明燈意外熄滅，檢測信號報警并把信號傳至 PLC輸入端，PLC可執(zhí)行單獨點燃該長明燈的動作程序。在任何狀態(tài)下，PLC檢測長明燈熱電偶反饋火焰信號，并將火焰信號的狀態(tài)通過指示燈顯示到控制面板上。

手動現場就地點火：由現場防爆控制箱上的按鈕，實現手動點火的現場手動操作。當某盞長明燈的點火按鈕按下時，此盞長明燈強制執(zhí)行點火手動程序。

操作室遠程點火：遠程 DCS可將點火信號送入防爆控制箱，在 DCS上進行手動點火。

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