第5期 萧琦等：蓄热式有机废气焚烧炉的数值模拟和应用 ·635· 0.20 烧炉于2009年7月完成安装调试工作，至今一直用 100 于生产，运行状况良好. 新015 焚烧炉处理能力保持在1960m3·h-1,焚烧室 90 温度在770~780℃的条件下，焚烧炉不同工况下 计算破坏去除率与实测破坏去除率的对比如表2 所示.由表2可见，各工况下的破坏去除率实测值 出口质量分数 70 与计算值比较接近，基本达到了计算预期的有机 ·一破坏去除率 废气处理效果.实测值比计算值略低1%~3%， 0.05 0.100.15020 08 这可能是由于实测值会受到换向阀门间隙的泄 入口氧气质量分数 漏、换向期间的直接排放等影响，而在模拟中无法 图4焚烧炉入口氧质量分数对破坏去除率的影响 考虑以上因素 Fig.4 Effect of inlet 0,mass concentration on the destruction and removal efficiency 表2焚烧炉运行工况计算、实测破坏去除率对比 Table 2 Comparison of simulation results with experimental data 工况 预热温度/℃ V0C质量浓度1(gm) 氧质量分数 计算破坏去除率/% 实测破坏去除率/% 应用工况1 665 5.7 0.21 99.9 96.6 应用工况2 667 5.4 0.21 99.9 96.5 应用工况3 663 4.0 0.21 97.3 96.0 (周明艳，杨明德，党杰.蓄热式热氧化器处理挥发性有机化 5结论 合物.环境保护，2001(11)：16) (1)焚烧炉炉膛温度是影响破坏去除率的根本 [4] Montaz S W,Truppi T J,Seiwert JJ Jr.Sizing up RTO and RCO 因素，炉膛温度必须保证燃烧中间产物一氧化碳完 heat transfer media.Pollut Eng,1997,28 (13):34 [5]Hohl H,West M.Stretching:your RTO dollars.Pollut Eng, 全燃烧，即炉膛温度必须高于700℃，才可能达到 1999,30(10):30 95%以上破环去除率. [6] Pennington R L,Liszewski M.Get more from your regenerative (2)在没有额外热量输入的条件下，有机废气 thermal oxidizer.Chem Eng,1999,121(5):137 入炉温度和有机废气浓度通过影响焚烧炉炉膛温 ] Chang M W,Chern J M.Stripping of organic compounds from 度，间接影响破坏去除率：可根据有机物物性、有机 wastewater as an auxiliary fuel of regenerative thermal oxidizer.J Hazardous Mater,2009,167 (13):553 物质量浓度和对破坏去除率的要求确定最低入炉 8] Wang H,Guo G Y,Zhou Y Y,et al.Status and progress of trea- 温度. ting volatile organic compounds.Chem Ind Eng Prog,2009,28 (3)有机废气中的氧气质量分数一般远高于 (10):1833 0.03,氧气质量分数对于破坏去除率基本没有影响. (汪涵，郭桂悦，周玉莹，等.挥发性有机废气治理技术的现状 与进展.化工进展，2009,28(10)：1833) 参考文献 [9] Purifying Specialty Committee of Waste Gas,CAEPI.China devel- ]TongZQ.Purification and Utilisation of Industrial Exhaust Gases. opment report on prevention&control industry of organic waste gas Beijing:Chemical Industry Press,2001 in 2008.China Environ Prot Ind,2009.15(8):5 (童志权.工业废气净化与利用.北京：化学工业出版社， (中国环境保护产业协会废气净化专业委员会。我国有机废 2001) 气治理行业2008年发展综述.中国环保产业，2009,15(8)：5) Nester JL,Uphues R.Regenerative thermal oxidizer upgrades al- [10]Cannon B J.Dual-chamber RTO oxidizers provide cost-effective low coil coater to increase production and maintain regulatory com- VOC compliance for metal finishers and coaters.Met Finish, pliance.Met Finish,1997,95(1):46 2003,101(1):53 B3]Zhou M Y,Yang M D,Dang J.Volatile organic compounds treat- [11]Choi B S,Yi J.Simulation and optimization on the regenerative ment by regenerative thermal oxidizer.Enriron Prot,2001 (11): thermal oxidation of volatile organic compounds.Chem Eng J, 16 2000,76(2):103第 5 期 萧 琦等: 蓄热式有机废气焚烧炉的数值模拟和应用 图 4 焚烧炉入口氧质量分数对破坏去除率的影响 Fig． 4 Effect of inlet O2 mass concentration on the destruction and removal efficiency 烧炉于 2009 年 7 月完成安装调试工作，至今一直用 于生产，运行状况良好． 焚烧炉处理能力保持在 1 960 m3 ·h － 1 ，焚烧室 温度在 770 ～ 780 ℃ 的条件下，焚烧炉不同工况下 计算破坏去除率与实测破坏去除率的对比如表 2 所示． 由表 2 可见，各工况下的破坏去除率实测值 与计算值比较接近，基本达到了计算预期的有机 废气处理效果． 实测值比计算值略低 1% ～ 3% ， 这可能是由于实测值会受到换向阀门间隙的泄 漏、换向期间的直接排放等影响，而在模拟中无法 考虑以上因素． 表 2 焚烧炉运行工况计算、实测破坏去除率对比 Table 2 Comparison of simulation results with experimental data 工况 预热温度/℃ VOC 质量浓度/( g·m － 3 ) 氧质量分数 计算破坏去除率/% 实测破坏去除率/% 应用工况 1 665 5. 7 0. 21 99. 9 96. 6 应用工况 2 667 5. 4 0. 21 99. 9 96. 5 应用工况 3 663 4. 0 0. 21 97. 3 96. 0 5 结论 ( 1) 焚烧炉炉膛温度是影响破坏去除率的根本 因素，炉膛温度必须保证燃烧中间产物一氧化碳完 全燃烧，即炉膛温度必须高于 700 ℃，才可能达到 95% 以上破坏去除率． ( 2) 在没有额外热量输入的条件下，有机废气 入炉温度和有机废气浓度通过影响焚烧炉炉膛温 度，间接影响破坏去除率; 可根据有机物物性、有机 物质量浓度和对破坏去除率的要求确定最低入炉 温度． ( 3) 有机废气中的氧气质量分数一般远高于 0. 03，氧气质量分数对于破坏去除率基本没有影响． 参 考 文 献 ［1］ Tong Z Q． Purification and Utilization of Industrial Exhaust Gases． Beijing: Chemical Industry Press，2001 ( 童志权． 工业废气净化与利用． 北 京: 化学工业出版社， 2001) ［2］ Nester J L，Uphues R． Regenerative thermal oxidizer upgrades al￾low coil coater to increase production and maintain regulatory com￾pliance． Met Finish，1997，95( 1) : 46 ［3］ Zhou M Y，Yang M D，Dang J． Volatile organic compounds treat￾ment by regenerative thermal oxidizer． Environ Prot，2001( 11) : 16 ( 周明艳，杨明德，党杰． 蓄热式热氧化器处理挥发性有机化 合物． 环境保护，2001( 11) : 16) ［4］ Montaz S W，Truppi T J，Seiwert J J Jr． Sizing up RTO and RCO heat transfer media． Pollut Eng，1997，28( 13) : 34 ［5］ Hohl H，West M． Stretching: your RTO dollars． Pollut Eng， 1999，30( 10) : 30 ［6］ Pennington R L，Liszewski M． Get more from your regenerative thermal oxidizer． Chem Eng，1999，121( 5) : 137 ［7］ Chang M W，Chern J M． Stripping of organic compounds from wastewater as an auxiliary fuel of regenerative thermal oxidizer． J Hazardous Mater，2009，167( 1-3) : 553 ［8］ Wang H，Guo G Y，Zhou Y Y，et al． Status and progress of trea￾ting volatile organic compounds． Chem Ind Eng Prog，2009，28 ( 10) : 1833 ( 汪涵，郭桂悦，周玉莹，等． 挥发性有机废气治理技术的现状 与进展． 化工进展，2009，28( 10) : 1833) ［9］ Purifying Specialty Committee of Waste Gas，CAEPI． China devel￾opment report on prevention ＆ control industry of organic waste gas in 2008． China Environ Prot Ind，2009，15( 8) : 5 ( 中国环境保护产业协会废气净化专业委员会． 我国有机废 气治理行业 2008 年发展综述． 中国环保产业，2009，15( 8) : 5) ［10］ Cannon B J． Dual-chamber RTO oxidizers provide cost-effective VOC compliance for metal finishers and coaters． Met Finish， 2003，101( 1) : 53 ［11］ Choi B S，Yi J． Simulation and optimization on the regenerative thermal oxidation of volatile organic compounds． Chem Eng J， 2000，76( 2) : 103 ·635·