蓄热式氧化器用陶瓷蓄热体性能测试及对比
RTO和RCO主要性能及关键运行参数对比
RTO和RCO主要性能及关键运行参数对比蓄热式氧化技术（Regenerative Thermal Oxidizer，RTO）和蓄热式催化氧化技术（Regenerative Catalytic Oxidition，RCO）因对VOCs处理效率高、运行稳定、应用成熟，在当前应用较为广泛。
然而，它们因技术原理、运行参数等差异化导致其应用场景也有所不同。
今天小E简要梳理总结两种技术的主要性能及关键运行参数，供读者参考~一技术简介1RTORTO主要包括固定床式RTO和旋转式RTO，其中固定床式RTO又可分为两室和多室等类型。
以三室RTO为例，其工作原理为将待处理的低温有机废气在引风机作用下进入蓄热室A，陶瓷蓄热体释放热量温度降低，而有机废气升至较高的温度之后进入燃烧室D。
在燃烧室D中，在燃烧室中燃烧器燃烧补充热量，使废气升至设定的氧化温度（一般为760℃），废气中的有机物被分解成CO2和H2O。
废气成为净化的高温气体后离开燃烧室，进入蓄热室B（上两个循环陶瓷介质已被冷却吹扫），释放热量，温度降低后排放，而蓄热室B的陶瓷吸热，“贮存”大量的热量（用于下个循环加热使用）。
蓄热室C在这个循环中执行吹扫功能。
完成后，蓄热室的进气与出气阀门进行一次切换，蓄热室B进气，蓄热室C 出气，蓄热室A吹扫；再下个循环则是蓄热室C进气，蓄热室A出气，蓄热室B 吹扫，如此不断地交替进行。
图1 RTO工作示意图2RCO同样以三室RCO为例，三室RCO与三室RTO整体流程相似，最大的不同之处在于是否填装催化剂以及运行温度水平。
在三室RTO每个蓄热室的蓄热体上部填装催化剂即可转换为三室RCO，催化剂床层布置于蓄热体床层三室上部，并通过格栅板与蓄热体分层。
其工作原理如下：有机废气从A室进入，在催化氧化炉内被加热到250～300℃后有机废气在贵金属催化剂的作用下发生无焰燃烧，废气中的有机物被分解成CO2和H2O，通过B室释放热量，温度降低后排放，而蓄热室B的陶瓷吸热，“贮存”大量的热量（用于下个循环加热使用），同时C室执行反吹动作；在切换新周期后，废气从B室进入，经催化氧化处理通过C室释放热量后排出，同时A室执行反吹动作；再下个周期则是废气从C室进入，经催化氧化处理后通过A室释放热量后排出，同时B室执行反吹动作；如此循环往复。
陶瓷蓄热体换热性能和阻力性能的实验研究
２ 实验 装பைடு நூலகம்置 和 操作 流 程
２ １ 蓄 热 材 料 介 绍 ．
控制下 交替流 经 蓄热 体 ， 气 流 过 时热量 被 蓄热体 烟
吸收并 蓄积 ， 一段 时 间 后 阀 门切 换 ， 冷空 气 流 入 ， 在
蓄热体 中得到 预热 （ 图 １ ¨ 。它具有 传热 面结构 如 ） 紧凑 、 比表 面 积 大、 通 性 能好 、 高温 、 腐蚀 、 流 耐 耐 不 易 积灰堵 塞 ， 、 流 体掺 混 少 ， 冷 热 即使 蓄热 体 产生 裂 纹也 不会对 换热 有大 的影 响等优 点 。与格 子砖 蓄热 式换热 器 比较 ， 切换周 期短 ， 其 经过换 热器 预热后 的 空气温 度 比较 均 匀 。本 文 就 目前 常 见 的三 种 蓄 热
目前 电站锅 炉安装 的空 气预热 器多采 用 回转 蓄
边 蜂窝 ） 正 方形孔 蜂窝 陶瓷 （ 、 以下 简称 方孔 蜂 窝 ） ，
在传热 和 阻力两方 面 的性 能通 过实 验进行 比较 其优
缺点。
烟 气
热式 或钢管 式 ， 者 有 转 动装 置 ， 率 消耗 大 ， 造 前 功 制 精 度要 求高 ， 空气侧 向烟气侧 漏风 问题严重 ； 后者 体 积大 ， 钢材耗 量大 ， 在低 温 区受热 面的露点腐 蚀和 积
维普资讯
箜 鲞箜 三 塑
２０ ０ ７年 ４月
湖 北 电 力
Ｖｂ．ｌ７２ Ｆ． № ０３ ０ １ ｅ ２０
陶 瓷 蓄 热 体 换 热 性 能 和 阻 力 性 能 的 实 验 研 究
靳世平 ， 严 亮 ，张 喜来
４０ ７ ） ３０ ４ （ 中科技 大 学能 源学院 ，湖 北 武 汉 华
RTO蓄热材料的研究进展
RTO蓄热材料的研究进展刘强;刘彰;邱敬贤;彭芬;何曦【摘要】蓄热材料作为RTO装置中关键部件,其性能的优异决定了热量回收体系的整体性能.着重对RTO蓄热材料的发展、性能要求、研究及改善措施进行了论述.最后对RTO蓄热材料的发展趋势进行了简单论述.【期刊名称】《中国陶瓷工业》【年(卷),期】2018(025)004【总页数】4页(P23-26)【关键词】蓄热燃烧技术;蓄热体;陶瓷【作者】刘强;刘彰;邱敬贤;彭芬;何曦【作者单位】航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100;航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100;航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100;航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100;航天凯天环保科技股份有限责任公司,湖南长沙 410100【正文语种】中文【中图分类】TQ174.750 引言2010年由中国环境保护产业协会废气净化委员会发布的《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见》首次将挥发性有机物(VOCs)列为重点污染物之一；2016年修订发布的新《大气污染防治法》中大幅度地增加了VOCs治理的条款和内容，指出VOCs的防治要进行全过程的控制，要从源头控制、清洁生产和排放管理等多方面多角度进行治理[1]。
VOCs的控制技术基本上主要可以分预防措施和末端控制措施两大类[2]。
其中，蓄热排气处理装置(RTO)处理作为常用的末端控制技术，已广泛应用在喷涂行业、石油化工、涂料等行业的VOCs回收治理。
RTO技术因节能和环保而成为最具有发展潜力的技术之一，RTO的主体结构主要由蓄热室、燃烧室和切换阀等组成。
其原理是在高温条件下将废气中的VOCs燃烧氧化成无毒无害的H2O和CO2，从而达到净化废气的目的，并把VOCs分解时所释放出来的热量回收，三室RTO装置的VOCs净化效率达到99%以上，热回收效率达到95%以上[3]。
陶瓷蜂窝体在蓄热燃烧系统中的应用研究
陶瓷蜂窝体在蓄热燃烧系统中的应用研究摘要：介绍了新型蓄热材料陶瓷蜂窝体的优良性能，技术特点，以及采用该蓄热体的所产生的巨大的优势。
关键词：陶瓷蜂窝蓄热换热工业炉：中图分类号： tk513 文献标识码： a 文章编号：1.应用背景石油化工以及使用有机溶剂的行业，如喷漆、印刷行业、覆铜板、pcb、汽车等行业经常排放出含有挥发性有机化合物（volatile organic compounds,voc）的气体,这些气体大多数都是有害气体，对人的健康构成了极大的威胁；同时，也造成了严重的环境污染。
比如，一些voc气体能够和发生化学反应，形成光化学烟雾；另有一些voc则对大其中的臭氧层构成了破坏。
因此，合理的对这些废气的处理，显得格外的必要和迫切。
对于这些废气的处理，目前国际上应用的比较成熟的是蓄热式热氧化法，在所采用的蓄热材料上，我们经常采用的是普通的耐火砖，由于其比表面积不大，因此设备的体积相当庞大，且热回收率较低，而采用陶瓷蜂窝作为填料后，由于其具有很高的比表面积和高的热容，单位体积的传热面积高达100～600m2,甚至更多，故体积可大大缩短。
同时，由于高的热传播速率，阀的切换时间也由以前的几十分钟缩短到几分钟，甚至十几秒的时间。
这大大有利于减少炉内的温度波动。
本文将重点对陶瓷蜂窝体燃烧系统做以介绍。
2.蓄热燃烧机理如图1所示为一蓄热燃烧装置的简图。
该系统主要由一个燃烧室、两个陶瓷填料床和两个切换阀组成。
废气最初先进入左边的填料塔,里面的填料对废气进行预热，同时填料本身得到冷却，然后废气进入燃烧室燃烧除去里面的有机废弃物，接着，生成的烟气一部分由热旁路流出（用于加热导热油），其余的烟气则经过右边的填料塔，得到冷却，最后排除至大气；当走边填料塔里面的填料温度低于某一预定值后，切换阀起作用，废气先经过右边填料塔，然后经过燃烧室和左边填料塔，最后排除至大气，这样周而复始，完成循环，达到除去voc的目的。
3.陶瓷蜂窝的结构及其性能3.1 结构特点陶瓷蜂窝体为蓄热元件，如图2，其壁厚较薄，约为0.2～0.5mm，蜂窝的单元间距约为1～3mm，和其他的蓄热材料相比，具有较大的比表面积。
rto陶瓷蓄热体蓄热能力
rto陶瓷蓄热体蓄热能力
RTO陶瓷蓄热体的蓄热能力是指其可以储存和释放的热量的能力。
RTO陶瓷蓄热体通常采用陶瓷材料制成，具有良好的热传导性和热稳定性。
它可以在能源供应充足时吸收热量，然后在能源供应不足时释放热量，以实现热能的储存和利用。
蓄热体的蓄热能力取决于其体积、表面积、材料的热导率以及外界环境的温度变化等因素。
一般来说，蓄热体的蓄热能力越高，其可以储存和释放的热量就越多。
RTO陶瓷蓄热体的蓄热能力可以通过实验测定或者计算模拟来评估。
通过控制蓄热体的设计参数和材料特性，可以有效提高其蓄热能力，从而增加热能的储存和利用效率。
蜂窝陶瓷蓄热体的传热性能研究概述
蜂窝陶瓷蓄热体的传热性能研究概述李鹏;秦朝葵【摘要】简要介绍了高温空气燃烧技术,重点说明了该技术中的关键部件蜂窝陶瓷蓄热体的传热过程.详细综述了蜂窝陶瓷蓄热体的物性参数、结构参数、操作参数对其性能的影响,以及目前的研究状况,对将来的研究提出了建议.【期刊名称】《上海煤气》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】5页(P30-34)【关键词】高温空气燃烧技术;蓄热式烧嘴;蜂窝陶瓷蓄热体;传热性能【作者】李鹏;秦朝葵【作者单位】同济大学机械与能源工程学院;同济大学机械与能源工程学院【正文语种】中文随着经济发展、能耗激增，燃料燃烧引发的污染问题日趋严重，节约能源、减轻污染、保护环境的呼声极为迫切，开发新型燃烧技术具有非常现实的意义。
高温空气燃烧技术(high-temperature air combustion，HTAC)作为一项全新的燃烧技术，自20世纪90年代以来在冶金、机械和化工等领域得到大力推广与应用。
它具有高效节能、污染物排放低等优点。
HTAC技术可充分利用排烟余热将助燃空气加热到800 ℃甚至更高，排烟温度降到200 ℃以下，从而最大限度回收烟气余热，提高了燃料利用率。
因助燃空气被预热到很高的温度，着火、燃烧的稳定性极好，这一技术在我国工业炉窑行业得到了很大的发展。
该技术的关键设备之一是用于回收余热的蓄热式热交换器，它是实现烟气与空气(或燃气)之间热交换的蓄热载体，直接影响蓄热室的大小、热效率和经济效益的高低。
1858年，Willian Siemens发明了蓄热室，许多大型工业炉改用了这种技术，如高炉热风炉、玻璃炉窑、均热炉等。
当时的蓄热室采用格子砖作为蓄热体，蓄热室体积庞大、造价高、换向时间很长，预热气体的温度波动也较大。
1982年，英国 Hotwork Development公司和British Gas公司合作开发出一种在工业炉和锅炉上节能潜力巨大的蓄热式陶瓷燃烧器(Regenerative Ceramic Burner，RCB)，蓄热体采用陶瓷小球，在材料、尺寸、形状、体积、换热面积等方面皆有质的飞跃，标志着小型高效蓄热式燃烧系统的真正来临。
RCO和RTO性能比较：特点、处理能力及成本分析
RCO和RTO性能比较：特点、处理能力及成本分析等RCO的中文翻译是蓄热式催化氧化技术，而RTO的中文翻译为蓄热式热力焚烧废弃治理技术。
两者都是一种实现VOCs达标排放的技术。
两种技术从达标能力和去除率来说差别很小，但是对于业内人士来说还是需要了解这两项技术的差异的。
一、RTO概念及特点RTO把有机废气加热到760摄氏度以上，使废气中的VOCs在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”用于预热后续进入的有机废气，从而节省废气升温的燃料消耗。
陶瓷蓄热体应分成三个（含三个）以上的区或室，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”后应立即引入部分已处理合格的洁净排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。
RTO蓄热式废气处理设备，运行费用省，有机废气的处理效率高的优点，适应废气浓度1000~10000mg/m³，分解效率：99%—99.5%。
是目前最为经济可靠的达到50mg/m³严格的排放标准的VOCs 治理技术，得到了广泛的应用。
二、RCO概念及特点RCO蓄热式催化燃烧法作用原理是：结合蓄热式氧化及触媒氧化，在陶瓷蓄热体上部填充催化剂，借助催化剂使有机废气在相对较低的起燃温度（280-500℃）下氧化分解成CO2和H2O，氧化产生的高温气体流经另一个蓄热室继续催化氧化反应放热，使陶瓷体升温而“蓄热”，此蓄热用于预热后续进入的有机废气。
RCO装置与RTO装置相类似，多采用床式设计，蓄热室底部填充陶瓷蓄热体，催化剂填充在陶瓷蓄热体与氧化室之间。
RTO与RCO性能对比表（处理风量30000m³/h）三、综合处理能力及成本分析1）达标性1 、RCO常用为堇青石陶瓷蜂窝为载体的贵金属蜂窝催化剂，贵金Pd、Pt为活性组分。
由于催化剂对废气成分具有选择性，而烟包印刷采用多种成分溶剂混合使用，因此任何一种催化剂都不能确保所有成分VOC都能够彻底氧化分解。
蓄热式氧化炉（RTO）废气处理系统设计分析张新凤
蓄热式氧化炉（RTO）废气处理系统设计分析张新凤发布时间：2021-08-11T03:24:51.525Z 来源：《防护工程》2021年12期作者：张新凤[导读] 主要生产产品为背胶粘扣带，一共有6条生产线。
生产工况：白班一共9小时，6条生产线全开；夜班8小时，开启2条生产线。
平均每月工作26天。
（根据对废气处理风量的计算，调整生产班次，两班平均产量）。
上海冀晟自动化成套设备有限公司摘要：随着人们对节能环保要求的不断提高，RTO技术将在工业废气处理中得到广泛应用。
本文结合某生产背胶粘扣带企业为例，对蓄热式氧化炉（RTO）废气处理系统设计进行分析，为实际生产中取得较好的经济效益以及废气处理效果提供了有价值的参考。
关键词：RTO；VOCs；废气治理；系统设计1企业情况主要生产产品为背胶粘扣带，一共有6条生产线。
生产工况：白班一共9小时，6条生产线全开；夜班8小时，开启2条生产线。
平均每月工作26天。
（根据对废气处理风量的计算，调整生产班次，两班平均产量）。
1.1废气污染源（1）第一类污染源：来自涂胶工段的密闭空间废气排放。
此部分为胶水、稀释剂等的自然挥发过程产生的VOCs。
（2）第二类污染源：来自烘房的废气排放，胶水中的部分有机物经过高温烘烤，成为高温气体排出。
本项目所需处理VOC废气温度为50℃（废气温度低于40℃），浓度波动范围为4000~10000mg/m3，属于超高浓度废气，适用于稀释后直接进入RTO焚烧，以减少VOCs总排放量。
1.2设计参数依据业主提供的资料，车间风机铭牌风量为21400m3/h，运行频率约35Hz，实际排风风量约为14980m3/h，根据胶水及有机溶剂使用量计算，平均浓度约6150mg/m3。
浓度波动区间为4000~10000mg/m3。
实测废气温度为50℃。
废气中主要含有的成分见下表2：表2废气中主要成分及性质表经过对废气组分的分析，废气热值按照6400kcal/kg计算。
RTO中蓄热陶瓷的作用和特点
蓄热陶瓷是RTO中非常重要的一种材料。
它也被称为蓄热体，或者蓄热填充物，我们可以把它当做一个换热器，就是蓄热式换热器。
其工作原理就是：当冷气通过热的蓄热体的时候，蓄热体将存储的热量释放，使得废气加热到所需的预热温度而蓄热体本身被冷却（冷周期），预热后的气体进入燃烧室，经反应后热的净化气通过冷的蓄热体时，蓄热体吸收净化气体的热量，使气体冷却而蓄热体本身被加热(热周期)。
作为有机废气净化装置的RTO来讲，对蓄热体的要求主要包括：蓄热体材质的物理、化学性能，蓄热体结构的机械性能，以及蓄热体几何结构的流体力学和换热性能。
一、那么它有什么特点呢（1）耐高温 RTO装置的操温度一般为750～950℃，因此要选用能耐温度1200℃左右的材质作为蓄热体，通常用陶瓷材料。
（2）具有较高的热容量蓄热体蓄热能力的大小主要取决于其质量及其材料的密度和比热容。
密度与比热容之积越大，则表示其单位容积的蓄热能力也大，即在达到同样的蓄热量情况下，装置的容积可以做得小些。
因此，蓄热体的材料应具有高密度和高比热容的特性。
（3）具有良好的热传性能和优良的导热和热辐射性能即在冷周期时能将热量迅速传递给较冷的废气;而在热周期时又能迅速吸收净化气的热量。
(4)具有良好的抗热震性能因为蓄热体是处于周期性的冷却和加热状态，所以必须能抵抗经常冷、热交替的温度变化。
若蓄热体不能经受反复的温度变化，则蓄热体就会破碎而堵塞气流通道，从而使床层压降升高，甚至不能操作。
(5)在高温下具有足够的机械强度陶瓷材料自身很重，不允许受压而破裂，否则会增加床层的阻力。
(6)抗高温氧化和耐化学腐蚀例如能耐废气燃烧后产生的SO2、HCl等腐蚀性气体。
(7)蓄热体的几何结构应具有足够的流通截面积，并使气体分布均匀、阻力低等特性，并尽可能具有较大的比表面积，以确保蓄热体具有较大的有效传热面积。
(8)价格应尽可能低廉，而使用寿命又要长。
就目前RTO装置常用的蓄热体而言，陶瓷矩鞍环的寿命要求达到5年，而陶瓷蜂窝填料的寿命要求达到10年，但前者的价格仅为后者的1/5左右。
rto陶瓷标准
rto陶瓷标准RTO（蓄热式焚烧炉）陶瓷蓄热体作为一种重要的环保设备部件，具有优良的耐高温、抗氧化、耐腐蚀等性能。
在选择和应用RTO陶瓷蓄热体时，需要遵循一定的标准和原则。
以下是一些建议：1. 材料选择：陶瓷蓄热体材料应具有高耐火度、良好的抗热震性、高机械强度和良好的性价比。
常用的陶瓷蓄热体材料包括刚玉、莫来石、堇青石等。
在同一蓄热室内，建议采用两种材料，由炉内方向至炉外方向依次采用刚玉、莫来石、堇青石质（或相近材质），以达到抗热震性和耐火度的最佳优化。
2. 结构设计：陶瓷蓄热体应具有合适的比表面积、阻力损失小、热胀冷缩系数小等特点。
常见的结构形式包括散堆材料（如颗粒填料，如矩鞍环）和规整填料（如蜂窝填料和板波纹填料）。
为降低床层阻力，建议采用规整填料，尤其是蜂窝状陶瓷蓄热体。
3. 尺寸和形状：陶瓷蓄热体尺寸应根据RTO设备的具体需求和工艺条件进行设计。
常见的尺寸包括150mm×150mm×150mm或150mm×150mm×300mm的柱状蓄热体。
在实际应用中，可根据空燃比、气体流量、蓄热体间距等因素进行调整。
4. 质量检测：在选择陶瓷蓄热体时，应进行相关质量检测，确保其性能满足RTO设备的要求。
检测项目包括耐火度、抗热震性、机械强度、氧化性等。
5. 应用注意事项：- 严格控制空燃比，减小钢坯的氧化烧损，控制氧化亚铁的生成量，防止氧化亚铁被吸入蓄热烧嘴内，造成蜂窝体的损坏。
- 确保天然气的不完全燃烧，避免在蓄热体内产生污染物。
- 在安装和维修过程中，注意防止陶瓷蓄热体的破损，以免影响设备性能。
总之，在选择和应用RTO陶瓷蓄热体时，应根据实际工艺需求和条件，综合考虑材料、结构、尺寸、质量等因素，确保陶瓷蓄热体在RTO设备中发挥良好的蓄热效果。
同时，遵循相关标准和注意事项，确保设备的安全、稳定和高效运行。
蓄热式焚烧（RTO）的组成及特点
蓄热式焚烧（RTO）的组成及特点蓄热式焚烧（RTO）的组成及特点蓄热式焚烧系统(RTO)是利用陶瓷蓄热体来储存有机废气分解时产生的热量，并用陶瓷蓄热体储存的热能来预热和分解未被处理的有机废气，从而达到很高的热效率，氧化温度一般在800℃到850℃之间，最高达1100℃。
蓄热式焚烧系统主要用于有机废气浓度较低而废气量较大的场合，在有机废气中含有腐蚀性、对催化剂有毒的物质和需要较高温度氧化某些臭气时也非常适用。
蓄热式焚烧（RTO）系统组成1.蓄热体蓄热体是RTO系统的热量载体，它直接影响RTO的热利用率，其主要技术指标如下：(1)蓄热能力：单位体积的蓄热体所能存储的热量越大，蓄热室的体积越小；(2)换热速度：材料的导热系数可以反映热量传递的快慢，导热系数越大热量传递越迅速；(3)热震稳定性：蓄热体在高低温之间连续多次地切换，在巨大温差和短时间变化的情况下，极易发生变形以至于碎裂，堵塞气流通道，影响蓄热效果；(4)抗腐蚀能力：蓄热材料接触的气体介质多为具有强腐蚀性，抗腐蚀能力将影响RTO的使用寿命。
2.切换阀切换阀是RTO焚烧炉进行循环热交换的关键部件，必须在规定的时间准确地进行切换，其稳定性和可靠性至关重要。
因为废气中含有大量粉尘颗粒，切换阀的频繁动作会造成磨损，积攒到一定程度会出现阀门密封不严、动作速度慢等问题，会极大地影响使用性能。
3.烧嘴烧嘴的主要目的是不让气体与燃料混合地过快，这样会形成局部高温；但也不能混合过慢导致燃料出现二次燃烧甚至燃烧不充分。
为了确保燃料在低氧环境下燃烧，需要考虑到燃料与气体间的扩散、与炉内废气的混合以及射流的角度及深度，这些参数应在设计之初根据实际的工艺需求准确计算，否则会直接影响RTO的焚烧效果。
蓄热式焚烧（RTO）工作原理>>二室RTO工作原理有机废气通过引风机输入蓄热室1进行升温，吸收蓄热体中存储的热量，随后进入焚烧室进一步燃烧，升温至设定的温度（760℃），在这个过程中有机成分被彻底分解为CO2和H2O。
用于RTO蓄热的红柱石陶瓷的研究
用于RTO蓄热的红柱石陶瓷的研究吴建锋;成昊;徐晓虹;李坤;劳新斌;徐笑阳;丁小龙【摘要】采用蓄热材料将高温烟气的余热回收利用于预热助燃空气可以提高垃圾焚烧炉的效率，降低能耗。
本文以红柱石为主要原料制备了用于垃圾焚烧炉的红柱石陶瓷蓄热体材料。
测试了样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度和抗热震性能，采用x射线衍射仪（XRD）、扫面电子显微镜（SEM）和热膨胀仪等现代测试手段研究了样品相组成、结构和性能。
结果表明：1420℃烧成的A5和A8配方样品性能较优．吸水率为0．1～0．87％。
气孔率为0．24-1．98％，体积密度为2．28～2．43g·cm3，抗折强度为50．03～73．09MPa，抗热震性良好。
A5样品（1420℃／2h）耐酸性为98．97％，耐碱．1生为97．72％，热膨胀系数为6．82×10-60c-1。
相组成分析表明，A5样品主晶相的为莫来石，A8样品为莫来石、碳化硅。
SEM研究结果表明，样品中气孔分布均匀，平均尺寸为5～10μm，莫采石晶体被玻璃相包裹，赋予样品较高的强度．断裂方式主要是穿晶断裂和沿晶断裂相结合的断裂模式。
可满足垃圾焚烧炉中的蓄热材料的要求。
%Heat storage materials are used to improve the efficiency of waste incinerator and reduce energy consumption by recycling the waste heat of high temperature flue gas and preheating the combustion air. Andalusite was used as the main material to prepare ceramics by semi-dry pressing method and pressureless sintering in this study. The water absorption, porosity, bulk density, bending strength and thermal shock resistance have been measured. The phases formed and structural changes by sintering were investigated by X-Ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and thermal dilatometer. The result shows that SamplesA5 and A8 sintered at 1420~C have excellent performance with their thermal shock resistance, water absorption, porosity, bulk density and bending strength at 0.1-0.87%, 0.24~1.98%, 2.28~2.43g "cm-3 and50.03~73.09MPa, respectively. The Acid resistance, alkaline resistance and linear thermal expansion coefficient of sample A5 were 98.97%, 97.92% and 6.82x10-e~C-1, respectively. Mullite was the major phase of these two samples, and SiC was also detected in sample A8 according to XRD patterns. Their pores were distributed uniformly with the average size between 5~10pm and the mullite crystal was parceled by glass phase as is indicated by SEM. The analysis of fracture surface suggests that there was a mixture of cracking mechanism (transgranular failure and intergranular failure) which gave the samples high bending strength. The as-prepared andalusite ceramics could meet the demand of heat storage material in RTO.【期刊名称】《中国陶瓷工业》【年(卷),期】2012(019)006【总页数】7页(P26-32)【关键词】红柱石;蓄热材料;堇青石;碳化硅;性能与微观结构;垃圾焚烧炉【作者】吴建锋;成昊;徐晓虹;李坤;劳新斌;徐笑阳;丁小龙【作者单位】硅酸盐建筑材料国家重点实验室;硅酸盐建筑材料国家重点实验室;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学材料科学与工程学院,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TQ174.750 引言随着能源和环境问题日益引起国内外广泛关注，高效利用能量、有效节约能源正逐步引起各国高度重视。
RTO蓄热体使用及维护
RTO蓄热体使用及维护RTO的基本原理是在高温下（>760℃）使有机废气氧化生成CO2和H2O，从而予以去除RTO采用陶瓷蓄热可使热能得到最大限度的回收再利用，热回收率大于95％。
蓄热体是一个关键部件。
但从实际应用来看,陶瓷蓄热体寿命往往不尽人意,原因是多方面的。
陶瓷蓄热体蓄热性能下降表现在以下方面：1.破损。
烟气与空气对蓄热体反复冲刷,导致陶瓷蓄热体的温度出现频繁变化,对于蓄热箱中某一点来讲，其温度要周期性地快速升高和降低100—200℃，这种热冲击对蓄热体材料有一定的破坏作用。
其耐急冷急热性能往往不好,容易出现破损现象。
2.烧损。
多室（两室）蓄热式加热炉中,由于空气和天燃气的喷嘴很大,空气、天燃气气流混合效果不理想,会导致不完全燃烧。
当残存的空气和天燃气进入蓄热体狭小的空间内混合,导致二次燃烧从而损坏蓄热体。
3.熔化软化。
因烟气中含有氧化铁等杂质，不断与蓄热体接触，在燃烧室高温条件下，形成低热熔物，降低材料的软熔温度。
最终造成软熔材料堵塞气流通道，造成气流不通。
蓄热体蓄热性能下降直接表现为：1.气流不畅，进出压差增大，主风机功率增加变频器频率加大。
2.蓄热性能（热交换性能）下降，烟气温度升高。
(根据烟囱出口显示温度Normal-150℃，过高温则为热效率降低。
)3.天燃气耗气量加大，通常以月天燃气用总气量来比较，以含CH4为例，在有机废气浓度达3%时，燃烧产生的热量即能维持进气与排出烟气能量平衡。
只在RTO开启升温阶段需燃烧机工作，正常运行中处于停机状态。
蓄热体材料从发展历程有陶瓷球，矩鞍环，蜂窝陶瓷。
蜂窝陶瓷蓄热体较具有耐高温、抗腐蚀、热震稳定性好、强度高、蓄热量大、导热性能好等显著优点, 节能效果和使用寿命大大提高。
高性能蜂窝式蓄热体的蓄热式换热过程中，蓄热体的质量密度与比热容乘积越大，蓄热体的蓄、放热量就越大，再加上换向周期和使用寿命，单位体积换热面积，综合这些参数才能完成蓄热换热技术的最佳选择。
陶瓷蓄热体在RTO蓄热式焚烧炉中的常见作用
从目前RTO装置技术的进一步发展看，首先是力求排减，就要求改善燃烧器的设计和燃烧过程，特别是对燃烧温度的控制; 其次是研究如何提高气速。
开发高效的蓄热体来缩小装置的容积，借以降低投资费用;改进气体的初始分布来提高蓄热体的有效利用率和传热效果; 改进切换阀来延长
其使用寿命; 进一步开发队装置中诸参数的自动检测控制，借以提高操作的安全性和可靠性等方面，还有许多值得研究的问题。
此外，对 RTO装置进行数值计算和计算机模拟，可以预先了解过程的操作行为和优化装置的设计，并在某些方面可地带RTO的中间试验来节省费用。
山东昊威环保科技有限公司的RTO处理技术适用于高浓度有机废气、涂装废气、恶臭废气等废气净化处理;适用于废气成分经常发生变化或废气中含有使催化剂中毒或活性衰退的成分(如水银，锡，锌等的金属蒸汽和磷、磷化物，砷等，容易使催化剂失去活性;含卤素和大量的水蒸气的情形 )，含有卤素碳氢化合物及其它具腐蚀性的有机气体。
从目前RTO装置技术的进一步发展看，RTO蓄热式焚烧炉势必成为一种新的有机废气、涂装废气、恶臭废气等废气净化处理行业的首选。
综上所述，主要阐述的是陶瓷蓄热体在RTO蓄热式焚烧炉中的作用.。
RTO技术和RCO技术的区别
RTO技术和RCO技术的区别RTO技术和RCO技术是VOCs(挥发性有机化合物）治理技术，是目前应用较广、治理效果好、运行稳定、成本较低的成熟性技术。
RTO，是指蓄热式热氧化技术，原理是把有机废气加热到760℃以上使废气中的VOC 氧化分解成CO2和H2O。
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的有机废气,从而节省废气升温的燃料消耗。
RTO技术适用于处理中低浓度（100-3500mg/m3）废气,分解效率为95%—99％.RCO，是指蓄热式催化燃烧法，原理是:通过对废气的吸附在催化剂催化氧化的作用下,提高废气处理的反应速率.借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度下，发生无氧燃烧，分解成CO2和H2O放出大量的热，与直接燃烧相比,具有起燃温度低，能耗小的特点，某些情况下达到起燃温度后无需外界供热，反应温度在250-400℃。
RTO和RCO废气处理设备的主要区别:1、RTO不含催化剂，RCO含有催化剂;2、RTO的操作温度在760℃以上，RCO的操作温度在250～400℃；3、RTO可能会产生NOX二次污染物，RCO不会；4、RCO的操作温度低，运行费用比RTO低。
RTO主要适用于处理中低浓度（100~3500mg/m3）的有机废气处理，在国内外被广泛地用于涂装工艺的烘炉废气处理，以及化工电子等其他行业的同类废气处理。
RCO设备可直接应用于中高浓度（1000mg/m3—10000mg/m3）的有机废气净化;RCO 设备也可应用于活性炭吸附浓缩催化燃烧系统，用于替代催化燃烧和加热器部分。
RCO处理技术特别适用于热回收率需求高的场合,也适用于同一生产线上，因产品不同，废气成分经常发生变化或废气浓度波动较大的场合。
山东华拓节能环保科技有限公司山东临沂。
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蓄 热体 的压 降趋 势
在室温 条件 下 ， 将Ｒ Ｔ Ｏ测试 装 置 的燃 烧 室温 度升至 ８ ５ ０ ℃后 ， 使空 气 流速 分别 为 １ ． ０ 、 １ ． ２ 、
１ ． ５ ｍ ／ ｓ ， 切 换 阀切换 时 间分 别 为 ６ ０ 、 ９ ０ 、 １ ２ ０ 、 １ ８ ０ 、 ２ ４ ０ ｓ ， 测 试 该 条 件 下 左 右 反应 室 的温 度 、 空 气 进／
蓄 热式热 氧化 器 （ Ｒ ｅ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ｏ ｘ ．
Ｒ Ｔ Ｏ茸 热运行外， 还有多余的热量输出， 可将这
些富余 的热量进 行二 次 回收利 用 。
ｉ ｄ ｚ ｅ ｒ ， Ｒ Ｔ Ｏ）是 一 种 用 于 处 理 挥 发 性 有 机 废 气
１ ９ ６
化
工
机
械
２ ０ １ ５年
蓄 热 式 氧化 器 用 陶瓷 蓄热 体 性 能 测 试 及 对 比
杨振 华 蔡鹏 山 韩 润
（ 天 华 化 工 机 械 及 自动 化 研 究 设 计 院有 限公 司 ）
摘
要
介 绍 了蓄 热 式热 氧 化 器 （ Ｒ Ｔ Ｏ） 主要 使 用 的 几 种 陶 瓷 蓄 热 体 ， 并模拟 Ｒ Ｔ Ｏ设备 的运行 ， 测 试 几
排 放 。在达 到规 定 的切 换 时 间后 阀切 换 ， 空 气 再
图２ 不 同 空 气 流 速 下 ４种 陶 瓷
从 蓄热 床 Ｂ底 部 进 入 ， 空气被加 热 ， 至 蓄热床 Ａ
床 层顶 层 时 其 温度 为 Ｔ ； 空 气 通 过 蓄 热 床 Ａ， 该 陶瓷床 吸 收空气 所 带 的热 量 ， 至 床 层底 部 时温 度 降至 ， 然 后 通 过 切 换 阀 排 放 。 如 此 周 期 性 切
日 山
、
司
世 出
气被加热， 至 蓄 热 床 Ｂ床 层 表层 时其 温 度 为 Ｔ ； 空 气通 过 蓄热 床 Ｂ， 该 陶瓷 床 吸 收空 气 所 带 的热
∞加 如∞如 加ｍ 量， 至床 层 底 部 时 温 度 降 至 ， 然后通过切 换∞ 阀
０ ０ Ｏ Ｏ ０ Ｏ ０ Ｏ Ｏ ０ ０
同时通 过测 压 系统 的测试 可得 到 陶瓷床 在热 态工 作 温度 下 的压 降 Ａ ｐ 。 热 效率 卵的计算 式为 ：
叼＝（ ｈ —Ｔ ｏ ） ／ （ 一 ） （ １ ）
床 Ａ进 行预 热 ， 然 后在 燃烧 室 内 Ｖ Ｏ Ｃ充 分氧 化放
因陶瓷材 料具 有 良好 的耐 高 温 、 抗氧化、
热； 氧 化 完 成 后 洁净 的气 体 通 过 蓄 热 床 Ｂ冷 凝 ，
将热 量传 递 给蓄热 床 Ｂ后 排人 大 气 ， 此 过程 为半
耐腐蚀 性 能 和 足够 的机 械强 度 ， 且 其 价 格 低 廉， Ｒ Ｔ Ｏ设 备 都 采 用 陶瓷 材 料 作 为 蓄 热 体 。 陶
（ Ｖ Ｏ Ｃ ） 的节能 型环 保装 置 ， 考核 Ｒ Ｔ Ｏ装置 的 主要 指标 是热 效率 和 系 统压 降 ， 这 两 项 指 标 都 与所 用
的陶瓷蓄 热体 有密 切关 系 。蓄热体 性能 测试 是在
不 同床层 高度 、 不 同流 速 和不 同 阀切 换 时 间下 测 试不 同 陶瓷蓄 热体 的热 效 率 和 压 降 ， 对 蓄热 式 换 热器 及蓄 热 式 氧化 器 的 设 计 等 具 有 技 术 指 导 意 义 。笔者 模拟 Ｒ Ｔ Ｏ设 备 的运行 ， 对 ４种 陶瓷 蓄热 体 的热效 率 和压降 进行 了测试 。
个 周期 。Ｖ Ｏ Ｃ高 温 氧 化 产 生 的 热 量 除 了满 足
杨振华 ， 男， １ ９ ８ ２年 １ ０月 生 ， 工 程 师 。甘 肃 省 兰 州 市 ， ７ ３ ０ ０ ６ ０ 。
第４ ２卷
第 ２期
化
工
机
械
ｌ ９ ７
表 １ 蓄 热 式热氧 化 器常 用的 蓄热体 及其 性 能指标
个周 期 。半个 周 期 结 束 后 ， 阀门切换 ， 含有 Ｖ Ｏ Ｃ
的尾 气先 通过 蓄热 床 Ｂ进 行 预热 ， 然 后 在燃 烧 室 内氧化放 热 ， 最 后 通 过 蓄 热 床 Ａ 进 行 热 交 换 放 热， 放热 完 成 后 ， 洁净 的气 体排 人 大 气 ， 至 此 完成
２ 陶瓷 蓄热 体 的性 能测试
两 床式 Ｒ Ｔ Ｏ测 试 模 拟 装 置 的主 体 结 构 由燃
昌
●Hale Waihona Puke 烧室、 两个 陶瓷 蓄热 体蓄热 床 和两个 切换 阀组 成 ，
先 将其 加热 至工 作 温 度再 进 行 测试 。空 气 （ 温 度 为Ｔ ｏ ） 由引 风机 吸人 后从 蓄热 床 Ａ底 部 进 入 ， 空
种 蓄热 体 的性 能 ， 对Ｒ Ｔ Ｏ设 备 的 设 计 具 有 指 导 意 义 。
关 键 词 蓄 热 式 热 氧 化 器 陶 瓷蓄 热 体 热 效 率 压 降
中 图分 类 号
Ｔ Ｑ ０ ５ ２ ． ６
文献标识码
Ａ
文章编号
０ ２ ５ ４ － ６ ０ ９ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ － ０ １ ９ ６ － ０ ３
一
瓷蓄热体 的材 料 主要 有 黏 土 、 刚玉 、 莫 来 石 及
堇青石等 ， 常见 的 蓄热 体 形状 主 要 有球 形 、 鞍 环状 、 管状 、 多层板片 （ 或波纹板 ） 和蜂窝状 … 。 目前 蓄 热 式 热 氧 化 器 常 用 的 ４种 蓄 热 体 及 其 性能指标见表 １ 。
１ 蓄 热 式 热 氧 化 器
典 型 的两 床式 Ｒ Ｔ Ｏ结 构示 意 图如 图 １ 所示。
Ｒ Ｔ Ｏ启 动前 先 通 过 燃 烧 器 对 燃 烧 室 和 蓄 热 床 进
行 预热 ； 预热 完成 后 ， 含有 Ｖ Ｏ Ｃ的 尾气 进 入 蓄热
图１ 两床 式 Ｒ Ｔ Ｏ 结 构 示 意 图