项目背景

某大型机械工业公司（年产值超50亿元）在生产过程中，喷涂、烘干、铸造等工序产生大量含挥发性有机物（VOCs）的废气，主要成分包括苯、甲苯、二甲苯（BTEX）及非甲烷总烃（NMHC），废气浓度为800-1500mg/m³，风量达60,000m³/h。根据《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）及地方环保要求，企业需实现VOCs排放浓度≤60mg/m³，非甲烷总烃≤40mg/m³，传统活性炭吸附+催化燃烧工艺已无法满足高效、低耗的治理需求。

项目难点

1. 废气成分复杂：混合VOCs中含易燃易爆物质（如甲苯），需兼顾安全与处理效率；

2. 高浓度与波动性：喷涂工序废气浓度瞬时可达2000mg/m³，且风量波动大（±30%）；

3. 热能回收需求：高温废气（150-200℃）需回收余热以降低运行成本；

4. 设备耐腐蚀性：废气中含微量酸性气体（如H2S），对设备材质提出高要求。

解决方案：RTO蓄热式焚烧炉工艺

1. 工艺设计

采用“预处理+RTO氧化+余热回收”三级处理体系：

· 预处理段：

· 干式过滤：去除漆雾、粉尘（过滤效率≥95%），防止RTO堵塞；

· 冷凝回收：对高沸点VOCs（如二甲苯）进行冷凝，降低后续处理负荷。

· RTO核心段：

· 三室蓄热式焚烧炉：通过陶瓷蓄热体交替吸热/放热，热效率≥95%；

· 燃烧温度控制：850-900℃，确保VOCs完全氧化（分解率≥99%）；

· 自动切换阀组：实现气流方向周期性切换，保障连续运行。

· 余热回收段：

· 废气余热用于预热新鲜空气（供烘干工序使用），节能率达40%。

2. 技术亮点

· 安全设计：

· 配置LEL（可燃气体浓度）在线监测，超限自动稀释；

· 防爆阀、紧急排空系统应对浓度突变。

· 智能控制：

· PLC+SCADA系统实时调控温度、阀组切换，数据远程传输至环保平台。

· 材质优化：

· 蓄热体采用高铝质陶瓷（耐温1200℃），炉体内壁涂覆防腐涂层。

治理效果

1. 排放达标

· VOCs排放浓度稳定在45-55mg/m³，非甲烷总烃≤35mg/m³，优于国标要求；

· 颗粒物排放浓度<10mg/m³，二噁英类未检出。

2. 节能降耗

· RTO热效率95%，年节约天然气费用180万元；

· 电耗较传统催化燃烧降低30%（综合能耗≤15kWh/1000m³）。

3. 运行稳定性

· 设备故障率<0.5%，连续运行超8000小时无停机；

· 陶瓷蓄热体寿命≥5年，维护成本低。

4. 环境效益

· 年削减VOCs排放量126吨，相当于减少CO₂排放1008吨（按IPCC系数计算）；

· 获评省级“绿色工厂”示范企业。

项目价值

该案例通过RTO工艺创新与系统集成，解决了机械工业高浓度、复杂VOCs废气的治理难题，实现了环保与经济效益的双赢。其成功经验可为同类企业提供参考，推动行业向低碳、清洁生产转型。