这篇文章简要介绍了蓄热式燃烧装置的基础概念，发展历史以及不同类型的RTO。
RTO的基础概念
蓄热式燃烧装置，简称RTO，就是指将工业有机废气进行燃烧净化处理，并利用蓄热体对待处理废气进行换热升温、对净化后排气进行换热降温的装置。燃烧装置对于VOCs的燃烧温度主要取决与最难氧化物质的自然点。大部分温度要求在最难氧化成分自燃点的200-300℃以上，因此燃烧温度通常设计在760℃-850℃。
RTO的发展历史
热回收方式和材料的发展是RTO发展最关键的推动力。
作为燃烧装置，其能耗是最值得关注的指标之一，因此在RTO发展的历程中热回收的效率至关重要。从最初的直火燃烧装置，换热式氧化装置，再到蓄热氧化装置。
换热式氧化器，利用金属换热器来实现热能回收，由于气体与热交换器金属界面件的热传导系数较低，故一般热回收率在65%左右，且换热效率和燃烧温度密切相关。
为了追求更高的热效率，早在19世纪中期，Willian Siemens 就在研究利用蓄热材料进行热能回收，在当时采用了格子砖作为蓄热体，由于蓄热室体积非常大、造价高、换向时间很长，预热气体的温度波动也较大，其热回收效率并不高。直到1982年，英国 Hotwork Development 公司和 British Gas 公司合作开发出利用陶瓷小球作为蓄热体的新型蓄热式陶瓷燃烧器。
利用陶瓷小球作为蓄热材料，是蓄热燃烧装置发展的关键里程碑。此时的换向时间大大缩短，由分钟计缩短到由秒计，极大地提高了余热回收能力和空气预热水平，节能效果明显。
20世纪90年代初，日本NKK和日本工业炉公司利用蜂窝陶瓷体作为蓄热材料，开发出集高效热回收与低NOx燃烧于一体的燃烧装置。采用了蜂窝陶瓷作为蓄热材料，是在陶瓷小球基础上改造而成，与其相比，陶瓷蜂窝蓄热体具有比表面积大，蓄放热速率大，有效流通面积大，并且阻力损失小等优点。由于将节能与环保结合了起来，使用这种蓄热式燃烧器的燃烧技术被称为第二代蓄热式燃烧技术，也称高温空气燃烧(HTAC)技术。
蜂窝陶瓷作为蓄热体，使传统的蓄热室发生了巨大的变化。从原来的格子砖发展成为陶瓷小球，又发展为蜂窝陶瓷体，蓄热室的比表面积急剧增大，体积明显减小，换向时间大大缩短，换热性能得到极大提高，污染物排放量也远低于环保标准。与之相结合的 HTAC 技术也被誉为 21 世纪的关键技术之一。
在我国，RTO 技术于2001年后逐渐兴起。本世纪初，第一套国产 RTO 诞生于兰州瑞玛天华化工机械及自动化研究院瑞玛公司，此后国内厂家在不断的消化吸收国外先进技术，在工程实践过程中不断的变革和创新。
RTO的类型
蓄热燃烧装置通常由换向设备、蓄热室、燃烧室和控制系统等组成。根据其设备结构的差异化，RTO 可分为塔式和旋转式两大类。
（1）塔式RTO
塔式RTO包括第一代两室RTO和多室RTO。特点是具有2个或多个陶瓷填充蓄热室，通过阀门的切换，蓄热体的预热和热回收，从而达到预热的目的。两塔式 RTO 的缺少清洗环节，在循环结束时，一部分废气还残留在蓄热体里，当阀门换向后，这些未经处理的废气经烟囱直接排出。因此，两塔式RTO的VOCs处理效率低于三塔式。目前也有通过设计缓冲罐来缓存残留废气，经过回流再二次燃烧，达到提高两塔式RTO的处理效率的目的。
当废气的风量过大，一般在60000Nm3/H以上时，为了确保气流的传热效率和均风效果，采用塔式RTO需要增加塔室。
杜尔向逸盛石化交付了七套相同的总包 Oxi.XRE系统及相应数量的Sorpt.XSW湿式洗涤塔。每套系统包含一台九塔 RTO（蓄热式热氧化炉）、一台下游洗涤塔和一根洁净气体烟囱。每台九塔 RTO的处理能力约为 330,000 Nm3/h，七套装置的处理总量高达 2,310,000Nm3/h，是全球最大的 RTO 装置之一。
（2）旋转式RTO
旋转式RTO出现在20世纪90年代末，是RTO发展的第三代技术。通过旋转阀 (蓄热筒) 旋转、分度、废气均布等动作，顺序地引导废气进入或排出燃烧室的特定部分。通过在转子表面设置的密封装置，将转子分成入口和出口两部分，通过这两部分分别将处理前的废气和净化后气体引入或排出 RTO 燃烧室。目前旋转式RTO的发展过程中在其旋转阀的运行方式，吹扫的方式、密封方式以及蓄热室的分区都有不一样的设计，因此也衍生出不同的类型的RTO。
RTO及相关设施危害因素分析
（1）企业在原设计中未考虑使用RTO
在增上RTO时，仅考虑RTO装置本身对处理废气的适用性，而成套设备生产厂家仅提供RTO本体装置部分，对前、后附属处理设施未进行考虑，企业又未对设备配套进行正规设计，致使情况较为复杂的企业系统运行稳定性不够，甚至发生事故。
（2）材料选择方面因素
因成本及腐蚀等问题，原料废气及放空等管线，中小企业会普遍选择PVC、玻璃钢等材料。使用上述材料的企业如原料气线未考虑防静电设计，易使静电积聚，在废气浓度超过爆 炸极限时，管线内发生爆 炸。
（3）仪表报警、连锁设施不足
RTO设施生产厂家，设计工况较理想化，只考虑本体设施工艺操作上的连锁，附属设施及安全设施方面未予充分考虑。比如未在上游废气出口设置浓度报警仪，无法及早知道废气浓度超标并及时采取措施避免炉堂温度超高、尾气温度同时超高等连锁反应。
（4）系统未设置相应的安全设施
系统未设置相应的安全设施，如原料废气线防静电设施、原料废气进RTO前设置阻火器等，容易导致静电积聚导致爆 炸及回火等情况发生。
（5）工艺流程设置不合理
企业排放的往往不是单一的有机废气，除有机废气，经常带有酸、碱性气体，或者燃烧后有酸性气体产生。未设置吸收处理装置，会导致气量偏大，腐蚀设备管线，缩短设备、管线使用寿命、废气指标不合格。
安全对策措施
企业应根据自身实际工况，包括废气来源、组成、浓度变化、气量大小等，在设计时充分考虑可能产生的不利因素环节，根据实际需要增设相应附属设施和安全设施。着重注意以下几个方面。
（1）去除不宜进入RTO的有机废气组分
去除不宜进入RTO的有机废气组分。如采用冷凝方式回收部分高浓度有机废气组分;设置水喷淋装置吸收洗涤酸、碱类气体，保证进入RTO有机气体达到进气指标要求。
（2）保证废气浓度、气量相对稳定
在有机废气进入RTO前，设置足够容积的缓冲罐，增加废气的停留时问，较好地混合气体浓度，并根据需要补充风量，避免高浓度、大气量废气直接进入RTO。
（3）确保有机废气浓度不超标
严格控制进炉前废气浓度在其有机物的爆 炸极限下限(LEL)的25%以下（GB20101），否则应采用空气强制稀释。
（4）提高自动化控制程度
对关键操作参数实时监测和进行连锁控制，实时监测风机、阀门、燃烧器、酸碱度、废气浓度、炉膛和废气管道压力的参数变化，并按工艺安全要求设置相应连锁。如设置气体浓度与新风/放空阀，有效降低有机废气浓度或紧急情况下放空;炉室下层床温及排放温度与进气量/喷油量等实行联锁，调节燃烧室温度;热氧化室负压与引风机的连锁控制，使设备正常运行时热氧化室保持微负压状态，确保高温烟气不回流;排烟温度与进气阀门进行连锁控制，当排烟温度超过一定限值后，进气阀门主动关闭，白动打开旁通紧急排放阀，确保有机废气不会在烟气分布室中着火燃烧。
（5）防止发生回火
缓冲罐至RTO管线等位置设置回火装置;紧急排放阀宜设置远程独立控制，防止在非正常情况下，气流堵塞，影响上游设置。
（6）防止静电产生
废气管线宜采用金属材质，连接法兰进行跨接，系统进行可靠接地，防止静电积聚。如采用玻璃钢，PVC塑料等材质，应带铜条以防静电(进炉前管线必须为金属管)，并在产生废气设备出口部位设置有机气体浓度检测设施并设置紧急排放口。
（7）防止爆 炸危害扩大
废气管道设置防爆膜、防止管道堵塞的泄压阀，缓冲罐上设置泄压阀，RTO炉膛设防爆口等安全设施，采用防爆风机。
（8）设计适合自身的流程
设计适合自身的流程。如缓冲罐与焚烧炉宜拉开足够距离，以保证有机废气浓度高时，有足够时问保证直接排放连锁动作。
（9）编制符合实际的《安全操作规程》等
编制符合实际的《安全操作规程》，并对员工进行培训，熟悉开、停工及紧急状态的操作要求。
最后
蓄热式燃烧装置（RTO）作为VOCs末端治理工艺中的重要技术，目前已经广泛应用于涂装、包装印刷、化工等多行业。在单一燃烧工艺的基础上，依据工况，进行搭配组合工艺，切实有效的实现废气的有效处理和能源的节约使用。
在RTO发展的历程中，我们可以看到蓄热材料的发展是强有力的推动RTO技术成熟脚步，不同机械结构的RTO，是对应用场景的适应性变化，也是为了提高处理效率，运行的节能性和维护的便捷性。
