目前应用较多的陶瓷蓄热体的材质包括堇青石、莫来石、刚玉莫来石等，其物性参数见下表

  1.2 按结构分类及应用目前RTO应用较多的蓄热体包括蜂窝陶瓷蓄热体、MLM、波纹陶瓷、散堆填料等。

  蜂窝陶瓷蓄热体是目前应用最为广泛的陶瓷蓄热体，长乘宽一般为150mm*150mm，按孔数不同可分为25*25、32*32、40*40、43*43、50*50等多种规格。

  ① 25*25孔蜂窝陶瓷是应用于RTO的蜂窝陶瓷中孔径最大的，由于其大的孔径和孔隙率，因此具有最低的压降，另一方面，大的孔径降低了孔被颗粒粉尘堵塞的危险。由于直孔道，干的颗粒灰尘会几乎完全通过陶瓷体，而不像散堆填料会聚集颗粒灰尘。

  ② 40*40孔是最早用于RTO的蜂窝陶瓷（1988年），从那以后，规整陶瓷填料得到了广泛的应用。40*40孔结构提供了一个热效率和压力降之间的一个平衡。

  ③ 43*43孔是在40*40孔的基础上发展而来的，与40*40孔相比，43*43孔结构进一步减少了壁厚，因此拥有非常良好的换热效果，同时具有更小的压降。当系统要求比较高的热效率时，43*43孔是最好的选择。

  ④ 50*50孔主要使用在于无颗粒物的废气，由于其较大的比表面，因此具有很好的换热效果。与43*43孔、40*40孔相比，50*50孔能够大大减少一层的高度而具有相同的热效率，因此能减小设备的尺寸。

  MLM是1997年开始兴起的一种高效的陶瓷蓄热体，由于其独特的孔道结构，具有以下突出的优点：A、具有相对低的压降；B、较高的热效率；C、优异的抗堵塞性能。

  常见陶瓷散堆填料包括陶瓷球、拉西环、鲍尔环、矩鞍环、阶梯环等（如右图所示），散堆填料主要应用

  于RTO的早期，由于其比表面积较小，换热效果差，压降高，容易补集灰尘，容易破碎粉化等缺点，目前

  已基本无应用。有些RTO设计时采用作为灰尘补集，但是其除尘效果远差于专门的滤材，实际案例也不是很多。

  主要目的是确定陶瓷的类型、高度、截面积，确定依据运行维护费用最低。运行维护费用最重要的包含风机电耗、燃料（加热）费用、陶瓷更换费用。风机电耗主要由蓄热床的压降决定；燃料费用由蓄热床的热效率决定；下面对陶瓷高度、空速进行半定量的计算和讨论。

  由上表的计算结果能看出，当VOC浓度较低时，加热费占了大部分的运行维护费用，当有机物浓度较低时，通过增大陶瓷高度、降低空速来提高热效率可以大幅降低运维费用。但是实际运行中必须考虑VOC燃烧放热，当陶瓷高度太大，空速太小，在陶瓷中的停留时间太长，会导致大部分VOC上升时在陶瓷中燃烧放热，导致陶瓷温度升高并下移，反而会导致热效率降低。可见要精确的设计陶瓷蓄热床，必须有精确的陶瓷热效率、压降及VOC氧化率的数据，而目前通过计算模拟来获取这些数据的难度较大，并且计算出的结果往往与实际存在较大的出入。

  蜂窝陶瓷蓄热体在运行一段时间后陶瓷会出现裂缝、开裂、粉化等现象，严重时会堵塞陶瓷孔，影响RTO的正常运行。

  ① 材质原因 同一个RTO炉体里的陶瓷，莫来石出现裂缝、裂开，但是刚玉莫来石的陶瓷没有发现裂缝；

  ② 热冲击（高温）原因 同样是莫来石陶瓷，上层破裂较多，而下层基本无破损；一般陶瓷密度越大，抗热冲击性能就越差，但是蓄热量大；

  陶瓷受热会发生膨胀，因此陶瓷安装时要留出膨胀的空隙，防止陶瓷受热后相互挤压。

  旋转RTO安装时陶瓷与隔板的间隙要用保温棉填充，防止废气不经过陶瓷发生偏流。

  含硅有机废气燃烧后生成SiO2，附着在顶层陶瓷，造成陶瓷堵塞。由于蜂窝陶瓷是直孔道，并且气体流速很快，生成的SiO2一般不会在蜂窝陶瓷孔道里聚集。

  应对办法：①陶瓷选用大孔陶瓷或MLM等不易堵塞的陶瓷；②定期清理顶部陶瓷；③顶部采用散堆填料并定期更换；

  RTO进口废气浓度要低于有机物爆炸下限的25%，对于含卤素、含硫、含氮的有机物要控制燃烧后形成的酸性物质不会冷凝，防止露点腐蚀。

  雷诺数Re= L当量直径×uρ/μ运动粘度=L×u/μ动力粘度= ＞10000，故燃烧室可以达到良好混合。

  按照RTO启动时的能耗计算燃烧器的功率，燃烧器功率包括四部分：陶瓷升温、保温棉升温、气体带走、系统散热。（忽略助燃风升温的热量）

  保温棉质量2140kg，陶瓷比热1kJ/kgK，始温10℃，末温450℃，升温时间2h

  根据废气成分的不同，设定合适的燃烧室温度。燃烧室温度越高，净化效率越高；但是温度高运行能耗也高，燃烧室温度过高，导致有机物在预热阶段即发生氧化，导致陶瓷温度升高并不断下移，出口温度上升，热效率降低。另外燃烧室温度升高，烟气NOx浓度升高。燃烧室温度过低，净化效率降低，有机物氧化不充分，在出口形成积碳。

  停留时间（ τ ）：有机废气在燃烧室停留的实际时间。停留时间应该根据不同的有机物来确定。

  以5000m³/h的旋转RTO为例进行热量平衡计算，散热面积33㎡，散热强度0.6kW/㎡，

  RTO炉体保温一般采用硅酸铝纤维模块，耐温可以达到1000℃以上。保温完成后要在保温棉表面喷涂一层固化剂，防止保温棉掉渣子堵塞蜂窝陶瓷。

  助燃风机选型：风量10倍燃气量；全压燃气一般8000~9000Pa，燃油一般10000Pa。

  1、空气与燃料（燃油、燃气）的比例调节设备不同，Maxon采用机械传动的比例调节阀（MICRO-RATIO Valve，MRV）；而北美采用压力传动的膜片式调节阀。

  2、点小火方式不同，如前面的工艺流程图所示，Maxon烧嘴空气和燃气在烧嘴前端混合；而北美采用预混的方式，即空气和燃气在火花塞前端管道混合后再点火，比较容易点火，特别是燃油的烧嘴。

  3、控制方式不同，北美燃烧器一般采用集成的霍尼韦尔7800控制器，Maxon多为散装的控制柜。

  4、切断阀不同，Maxon为专门的机械式切断阀，燃油燃烧器建议使用机械式切断阀，防止泄露。北美一般使用电磁阀。

  目前我们计算书里设备升温时间都按照3h，顶部陶瓷温度最高，按照750℃，平均1分钟升高4.2℃。

  首先计算需要吹扫的体积及吹扫时间，计算出最小吹扫风量。要保证吹扫效果，实际吹扫风量取最小吹扫风量的3倍左右（根据测试结果调整）。

  爆炸物质，即使没有和大气中的氧接触，也经常以大大低于该物质音速的速度进行反应， 这些反应靠释放出的反应热而传播，反应物的流向与反应传播的方向相反。它具有广义爆炸现象的某些特征，但与爆炸、爆轰反应相比，又具有燃烧的的性质，即：

  Ø 爆燃依靠释放出的反应热通过对流传导，辐射的方式实现已燃物与未燃物的能量传递；

  Ø 爆燃过程中反应物的流向与反应传播的方向相反，对于气相物质而言，爆燃波传过后，压力和密度同时减小。

  爆轰是爆炸物质的最高反应方式。在爆轰反应中，化学反应产生一个冲击渡，在波阵面上形成很高的压力梯度，温度梯度，化学反应瞬时完成。爆轰反应相对于波前物质以超音速传播。爆轰反应依靠冲击波传递能量，而冲击波的传播由波后迅速的化学反应或能量来维持。

  通过爆燃和爆轰的特点能够准确的看出，我们的VOC处理中，发生的爆炸形式主要为爆燃。RTO炉体内的已燃气体，易通过热传导、扩散、辐射的形式逆向传播，若不加置阻火装置，易传回至生产车间，发生危险。

  因为在燃烧室中始终存在一个稳定火源，所以当有机废气浓度超过爆炸浓度下限时，会引起与废气流动方向相反的回火，并通过废气输送管道直达生产装置。这种回火是可燃物与空气均匀混合物的一种自发燃烧，并伴随着空气和压力剧烈升高。

  因此，严格控制RTO进口有机物的浓度，使其控制在一个安全的水平，这是预防爆炸的一个最根本的措施。为安全起见，废气中VOC的浓度一般控制在25%LEL以下。

  Ø 对于浓度波动较大的工况，废气入口加活性炭缓冲罐，缓冲罐的体积要设计得当；

  活性炭缓冲罐放置在系统入口处，当废气浓度过大时，缓冲罐中活性炭开始进行吸附，将废气浓度降低到可进入系统的范围，当废气浓度过低时活性炭脱附的有机物开始脱附，从而使得进入系统的废气浓度稳定在一定范围内。另外，颗粒活性炭罐还可以与浓度监测仪连用，活性炭罐的缓冲作用给了浓度监测仪足够的反应及动作时间，来控制新风阀的开度从而控制稀释风量。

  Ø 浓度监测仪、稀释风阀、RTO风机等仪器设备之间的连锁控制，对突发问题第一时间做出正确的动作；

  泄爆阀由阀体、爆破膜、夹持器、阀盖、重锤等零件组成。爆破膜装在夹持器中间，与阀体用螺栓连接。系统超压时，爆破膜破裂，瞬间泄压，阀盖弹起后在重力作用下复位。

  爆破片装置是由爆破片(或爆破片组件)和夹持器(或支承圈)等装配组成的压力泄放安全装置。当爆破片两侧压力差达到预定温度下的预定值时，爆破片即刻动作(破裂或脱落)，泄放出压力介质，爆炸压力很难再继续升高，从而保护设备主体免遭更大破坏。一般1m³的容积泄爆片面积按0.035~0.18㎡。爆破片爆破方向严禁人工操作。

  ① 传热作用 管道阻火器能够阻止火焰继续传播并迫使火焰熄灭的因素之一是传热作用。阻火器是由许多细小通道或孔隙组成的，当火焰进入这些细小通道后就形成许多细小的火焰流。由于通道或孔隙的传热面积很大，火焰通过通道壁进行热交换后，温度下降，到一定程度时火焰即被熄灭。

  ② 器壁效应 根据燃烧与爆炸连锁反应理论，认为燃烧炸现象不是分子间直接作用的结果，而是在外来能源（热能、辐射能、电能、化学反应能等）的激发下，使分子分裂为十分活泼而寿命短促的自由基。化学反应是靠这些自由基进行的。自由基与另一分子作用，作用的结果除了生成物之外还能产生新的自由基。这样自由基又消耗又生新的如此不断地进行下去。可知易燃混合气体自行燃烧（在开始燃烧后，没有外界能源的作用）的条件是：新产生的自由基数等于或大于消失的自由基数。当然，自行燃烧与反应系统的条件有关，如温度、压力、气体浓度、容器的大小和材质等。随着阻火器通道尺寸的减小，自由基与反应分子之间碰撞几率随之减少，而自由基与通道壁的碰几率反而增加，这样就促使自由基反应减低。当通道尺寸减小到某一数值时，这种器壁效应就造成了火焰不能继续进行的条件，火焰即被阻止。由此可知，器壁效应是阻火器阻火焰作的主要机理。

  ① 所选用的阻火器，其安全阻火速度应大于安装位置可能达到的火焰传播速度；

  ③ 阻止以亚音速传播的火焰，应使用阻爆燃型阻火器，其安装位置宜靠近火源；

  ④ 阻止以音速或超音速传播的火焰应使用阻爆轰型阻火器，其安装位置应远离火源；

  ⑥ 在寒冷地区使用的阻火器，应选用部分或整体带加热套的壳体，也可采用其它伴热方式；

  ⑦ 在特殊情况下，可根据需要选用设有冲洗管、压力计、温度计、排污口等接口的阻火器；

  ⑧ 安装于管端的阻火器， 当公称直径小于D N5 0时宜采用螺纹连接; 当公称直径大于或等于DN50时，应采用法兰连接；

  ⑮ 装卸设施的油气排放 ( 或回收)总管与各支线的气相管道之间应设置阻爆轰型阻火器；

  ⑯ 可燃气体放空管道在接入火炬前，若设置阻火器时，应选用阻爆轰型阻火器。

  工作原理是极易熔合金的温度控制，利用重力作用和弹簧机构的作用关闭阀门。当火灾发生时，火焰入侵风道，高温使阀门上的易熔合金熔解，或使记忆合金产生形变使阀门自动关闭。一般用于建筑行业。

  这种方法是在输送废气的管道中安装一台液封槽，借以阻止火焰进入废气管道。通常用水作为液封。废气通入插入水中的管子，经气体分布板鼓泡喷涌向上进入槽空间，然后经出口管道向热力燃烧净化装置。一般管子插入液面下150mm左右，一旦出现回火，火焰仅在水上面的蒸汽空间。如果火焰进一步深入到筛板，则喷涌的水可以激冷火焰而使其熄灭。

  防止在液面上的持续燃烧、爆炸或爆震，液封法防止回火的安全性主要与液封的高度、喷涌密度和废气通过筛板的分布均匀性有关，也与液封槽的一系列结构设计条件有关。

  在RTO废气处理项目中经常遇到蓄热陶瓷高温区下移的问题，导致陶瓷出口温度上升，热效率降低，更有甚者出口会达到200℃以上，造成换向阀的损坏。主要有以下几点原因：

  ①工艺参数设计问题（燃烧室温度设置过高，陶瓷高度过高，空速太小等）造成废气中的VOC在陶瓷中燃烧放热，而不是在燃烧室燃烧。

  3.当陶瓷中层平均温度达到250℃，燃烧室温度达到700℃时（同时满足），升温结束；

  工艺主体为三床蓄热氧化炉，设备运行时，三床分别处于进气，出气，吹扫的状态，并通过气动阀门的切换，改变每个炉体的状态。每个炉体按照进气，出气，吹扫的状态循环进行。

  有机废气在蓄热室中加热到760℃以上，停滞时间大于1秒，使废气中的VOCs氧化分解成二氧化碳和水。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”用于预热后续进入炉体的有机废气。

  陶瓷蓄热体应分成三区，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。蓄热室“放热”后应立即引入适量洁净空气对该蓄热室进行清扫（以保证VOC去除率在99%以上），只有待清扫完成后才能进入“蓄热”程序。

  冷启动预热时通过燃烧器系统提高炉温，正常运行时大部分热量能被蓄热陶瓷床回收，当废气中可燃成分浓度过低时，依靠燃烧辅助燃料（柴油或天然气）来提升炉膛温度。当炉膛温度过高时，可由炉膛温度控制的高温排空阀门将部分热量释放。