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RTO焚烧系统的陶瓷蓄热体使用要点

蓄热体即RTO(蓄热式焚烧炉)实现蓄热功能的核心组成单元,在整套RTO设备中起到至关重要的作用,目前国内的国产蓄热体也雨后春笋蓬勃发展,特别是江西萍乡、福建、山东一带。那作为核心组成单元,蓄热体的具体功能是怎样的,该采用什么材质?在应用过程中又有什么注意点呢?

蓄热体的功能

蓄热器的功能是作为换热器使用——它的功能是:当冷废气通过热储热器时,储热器释放储存的热量,将废气加热到所需的预热温度,并冷却储热器本身(冷周期);预热后的气体进入燃烧室。当反应后的热净化气体通过冷蓄热器时,蓄热器吸收净化气体的热量,冷却气体,加热蓄热器本身(热周期)。

蓄热体的材质选择

一般来说,蓄热体的材料主要有陶瓷和金属两种,金属类蓄热体如钢、铝等材料只能用于低温或中温场合。但是RTO装置的操作温度比较高,不能用金属材料;陶瓷材料具有优异的耐高温、抗氧化、耐腐蚀等特点,机械强度好,价格低廉,性能符合RTO设备的要求。因此,陶瓷材料被广泛用作RTO的蓄热体。

目前常用的蓄热体包括散堆材料(颗粒填料,如矩鞍环)和规整填料(如蜂窝填料和板波纹填料)。为了降低床面阻力,RTO装置大多采用常规填料,尤其是蜂窝状陶瓷蓄热器。与其他蓄热器(如陶瓷球等)相比,蜂窝陶瓷蓄热器具有比表面积大、阻力损失小、热胀冷缩系数小、耐热性能好的特点。陶瓷蜂窝填料一般做成尺寸150mm×150mm×150mm或150mm×150mm×300mm的柱状蓄热体,并整砌于RTO的蓄热室中。

使用蓄热体的注意点

(1)在陶瓷蜂窝体材料的选用上,不应一味追求含铝量。含铝量越高,耐火度越高,但抗热震性却越差。在同一蓄热室内,最好使用两种材料,从炉内到炉外依次使用刚玉、莫来石、堇青石(或类似材料),以达到最佳的抗热冲击和耐火性。

(2)在实际生产中,应严格控制空燃比,减小钢坯的氧化烧损,控制氧化亚铁的生成量,进而阻止氧化亚铁被吸入蓄热烧嘴内,造成蜂窝体的损坏。

天然气不能完全燃烧,会在蓄热体内进行二次燃烧,造成蜂窝体损伤。设计烧嘴时,应充分考虑两喷口的角度、距离及两股射流的动量比。同时控制空燃比,保证天然气完全燃烧。这样在蜂窝体内,就不存在二次燃烧的问题。

(4)陶瓷蜂窝体孔距及壁厚的选择要合适。孔眼采用两种形式,靠近炉膛部位第一层采用大孔厚壁结构,其余采用小孔薄壁结构。为追求比表面积大,不能选择太小的孔结构,影响强度,容易堵塞。每层蜂窝体之间留有部分间隙(弧面连接),使气流通畅,避免灰尘堵塞。根据孔距和壁厚的大小,选择合适的换向时间。较长的换向时间对换向阀等关键设备的使用寿命有利