沸石轉輪+RTO系統與單純RTO系統：有機揮發物處理的兩種主要技術
在工業生產過程中，有機揮發性化合物（VOC）是一個常見的污染源。為了符合環保要求並確保生產過程的環境友好性，許多工廠採用了不同的處理技術。本文將討論兩種主要的技術：沸石轉輪+RTO系統和單純RTO系統。我們將分析它們的優點、缺點以及在評估和實施時需要考慮的各種因素。
沸石轉輪+RTO系統
沸石轉輪+RTO系統是一種結合了沸石轉輪吸附和蓄熱式氧化技術的高效處理系統。它的運作原理是通過沸石轉輪吸附VOC，然後將吸附的VOC集中排放至蓄熱式氧化器（RTO）進行高溫燃燒。這種系統的主要優點在於能夠高效地降解VOC，而不像活性碳吸附方式只是將污染轉換成固體污染物。
然而，沸石轉輪+RTO系統也存在一些挑戰。首先，設置成本較高，並且在操作和管理上可能會面臨一些困難。此外，該系統對於排放濃度的變化敏感程度較高，特別是當排放濃度上下震盪較大時，可能會導致系統溫度的不穩定和操作成本的增加。
單純RTO系統
單純RTO系統是一種僅利用蓄熱式氧化技術處理VOC的系統。它通過將污染氣體通過蓄熱磚熱交換預熱至高溫，然後引入燃燒室進行燃燒，從而將VOC轉化為無害的二氧化碳和水蒸氣。
單純RTO系統的主要優點在於高效地降解VOC，並且避免了活性碳吸附方式所產生的固體污染物。此外，長期運行下來，操作成本相對較低。
然而，單純RTO系統也面臨一些挑戰。首先，在排放濃度出現劇烈變化時，可能會導致系統溫度的不穩定。此外，由於單純RTO系統的設計依賴於原本排放的VOC作為燃料來源，因此如果排放濃度偏低，可能會增加燃料費用。
綜合評估要點
在評估和選擇沸石轉輪+RTO系統或單純RTO系統時，工廠需要考慮以下主要因素：
是否有排放濃度忽然偏高的情形： 排放濃度突然偏高對沸石轉輪+RTO系統和單純RTO系統都構成挑戰。在沸石系統中，由於其濃縮方式，當排放濃度忽然增加時，系統中的濃縮濃度會相應增加，一般情況下約為排放濃度的1/5到1/10。例如，如果工廠的排放濃度增加了100ppm，系統中的濃縮濃度至少會增加500ppm。對於單純RTO系統，即使不是濃縮系統，也需要避免排放濃度突然增加太多。這種濃度的增加會導致後段溫度的上升，而溫度的上升可能導致系統出現熱當機現象，即系統為保護自身而設定的安全溫度值可能會被超過。這樣的情況可能影響系統的穩定性和安全性，增加操作風險和成本。因此，在設計和操作這兩種系統時，都需要考慮排放濃度忽然偏高所帶來的挑戰，並制定相應的應對措施以確保系統的有效運行。
排放濃度有無回火燃燒的可能性：這兩種系統中，都存在管道內VOC濃度控制的關鍵問題，即排放濃度是否會導致回火燃燒的可能性。通常情況下，這些系統中的管道內VOC濃度應該被控制在一定範圍之內，一般要求小於7500ppm（設計標準可能更高，小於5000ppm）。這一要求的背後原因在於，希望避免管道內的VOC濃度在有機揮發物的爆炸上下限之間，從而產生回火燃燒的可能性。特別值得注意的是，由於這兩種系統都設計成製程管道與排放管道相連通，一旦發生回火，可能導致嚴重的工安事故。因此，如果工廠製程生產中存在間歇性的高濃度排放，就必須特別注意控制排放濃度，以降低回火燃燒的風險。這涉及到對系統操作的審慎監控，以確保排放濃度在安全範圍內，從而有效地預防回火燃燒事件的發生。
排放濃度是否時常偏低： 當排放濃度持續偏低時，沸石轉輪+RTO系統和單純RTO系統的表現有所不同。沸石系統更適合應對這種情況，因為它可以通過濃縮方式提高排放濃度，從而確保系統的穩定運行。相比之下，單純RTO系統則會面臨燃料費用的急劇增加。這是因為單純RTO系統的設計主要依賴於來自排放的VOC作為燃料源，如果VOC濃度不足，系統將無法維持正常的操作溫度。為了彌補溫度不足，系統會自動啟動燃料焚燒，消耗額外的燃料。這樣的情況會導致燃料費用不斷增加，並可能使系統的運行成本大幅上升。因此，在排放濃度持續偏低的情況下，沸石轉輪+RTO系統相對於單純RTO系統更具優勢，能夠更有效地降低操作成本並確保系統的穩定運行。
VOC是否帶有雜質：在處理VOC時，VOC是否帶有雜質是一個重要的考量因素，特別是在金屬噴塗等行業。排放的VOC如果含有較多的雜質，例如樹脂、粉塵等，就需要進行徹底的過濾處理，以避免阻塞系統中的沸石等吸附材料。然而，這種前置處理通常會產生大量的過濾廢棄物，這是企業主必須考慮的一個重要問題。特別是在金屬噴塗等行業，VOC通常會與樹脂和粉塵等雜質混合在一起。這些雜質不僅可能影響VOC的吸附和處理效率，還可能導致系統中的吸附材料被阻塞，進而影響系統的運行穩定性和效率。因此，對於這些含有雜質的VOC，需要進行額外的前置處理，以確保排放的VOC達到標準，同時減少對系統的影響。然而，值得注意的是，進行前置處理通常會產生大量的過濾廢棄物，這需要企業主投入額外的成本和資源進行處理和清理。因此，在選擇VOC處理技術時，企業主不僅需要考慮技術本身的效率和成本，還需要考慮到前置處理所帶來的額外成本和管理問題，以確保最終選擇的技術能夠符合企業的實際需求和預算限制。
風量和蓄熱效率的關係：在考慮VOC處理系統時，需要特別關注風量和蓄熱磚的衰減問題。RTO系統利用蓄熱磚將熱值保留在系統中，是使用蓄熱磚當熱交換使用。因此，蓄熱磚的效能衰減代表著系統內保留的熱值在逐漸減少，這將影響系統的能效。當蓄熱磚效能衰減時，系統需要更多的燃料來補充熱源，以維持系統的正常運行溫度。這無形中將增加燃料成本，對於運行成本造成額外負擔。因此，在設計和操作RTO系統時，需要密切關注蓄熱磚的效能衰減情況，並定期進行檢查和維護，以確保系統的能效得以維持。(平均蓄熱效果每年衰減5%~7%)
例:VOC500PPM/24hrs/300天，蓄熱效果衰減與天然氣成本強度表。
工廠產線生產時間: 在考慮VOC處理系統時，需要考慮到工廠的生產時間。這兩種系統都屬於高溫系統，其工作溫度需要維持在850度以上。如果工廠的生產時間不是24小時制，那麼在非生產時段，仍然需要保持焚燒爐內一定的溫度，以避免因冷熱交替頻繁而造成的材料疲勞。這意味著即使在非生產時段，系統也需要消耗一定量的燃料來維持爐溫。另外，在隔日上班時段初，還需要額外消耗燃料來將系統升溫至工作溫度。這樣的操作不僅增加了燃料成本，還可能影響系統的能效和穩定性。因此，在設計和操作這兩種系統時，需要考慮到工廠的生產時間安排，並制定相應的計劃和措施，以最大程度地降低在非生產時段的能源消耗，同時確保在生產時段系統能夠快速升溫並達到工作溫度，從而確保系統的穩定運行和高效運轉。
附屬設施： 在考慮VOC處理系統時，需要考慮到附屬設施的需求。這兩種系統均使用天然氣或瓦斯作為燃料，因此在工廠內需要有相應的管線或儲槽來儲存和供應燃料。這些附屬設施的建置需要額外的投資成本，並增加了工廠人員管理的難度。具體來說，這些附屬設施包括天然氣或瓦斯管線、儲槽以及相關的安全設備。需要確保這些設施的設置符合相關的安全標準和法規要求，並進行定期的檢查和維護，以確保其安全運行。此外，需要培訓相應的人員，以確保他們能夠正確地操作和管理這些設施，並應對可能出現的緊急情況。因此，附屬設施的建置不僅增加了初期投資成本，還增加了工廠的運營成本和管理負擔。在選擇VOC處理系統時，需要全面考慮這些因素，並確保最終選擇的系統能夠符合工廠的需求，同時綜合考慮其成本、效率和安全性等方面的因素。
總之，工廠在選擇VOC處理技術時，應評估自身的條件並仔細考慮上述因素，以確保選擇出最適合自身情況的系統，從而降低整體操作成本並減少管理負擔。
