Operation
The Regenerative Thermal Oxidiser ( RTO ) represents the most cutting edge technology in the field on purifying Volatile Organic Compounds ( VOC ). The procedure is based upon the fact thet also lower amounts of volatile pollutants can be burnt under suitable conditions without producing residue.
First and foremost these conditions require a combustion chamber with a temperature measuring over 800°C. That means that all of the exhaust gas must be heated up to this temperature in order to reach the degree of purification as required by law.
This process would have required a high amount of heat energy and therefore regenerative heat exchangers were developed in order to use as much energy from the clean gases as possible in order to heat up the cold dirty gases. These heat exchangers are normally made up of three individual chambers that are covered by ceramic in a honeycomb body structure.
The procedure can then be implemented when the pollutants can be burned. This is characterised by the high pre-heating of the exhaust gas within the alternating beds of the regenerative heat exchanger.
The optimally pre-heated exhaust gas is mixed with the hot combustion gases of the special incinerator in the oxidation chamber. When the temperature is high enough and a suitable length of exposure time has been reached, the organic pollutants contained in the exhaust gas is converted into non-polluting CO2 and H20 vapour.Only comparatively low emissions of NOx and CO are present due to the high efficiency of the heat exchanger (>95%) as well as the relatively high oxidation temperature (>800 °C). As a result of the low fuel consumption, the CO2 emissions are also greatly reduced.
At the end of the oxidation chamber, the purified exhaust gas is directed through a heat exchanger bed and the gas heats it up. Then the clean gas leaves the oxidiser in a cool state via the clean gas stack.
The heat exchanger chambers are alternately supplied with raw and clean gas via a PLC valve assembly. After every cycle change, the supplied chamber is to be cleaned of remaining pollutants before more raw gas is supplied. By doing this, illegal emissions can safely be avoided.
Excess energy can be used to generate warm water for example.
Funktionsweise
Die Regenerative Verbrennungsanlage (kurz RVA) stellt den neuesten Stand der Technik bei der Reinigung lösemittelhaltiger Luftschadstoffe (VOC) dar. Das Verfahren beruht darauf, dass auch geringe Mengen flüchtiger Schadstoffe unter geeigneten Bedingungen rückstandsfrei verbrannt werden können.
Zu diesen Bedingungen gehört in erster Linie eine Brennkammertemperatur, von über 800 °C liegt. Das bedeutet, dass das gesamte Abgas auf diese Temperatur aufgeheizt werden muss, um den gesetzeskonformen Reinigungsgrad zu erzielen.
An sich würde dieser Prozess große Mengen an Heizenergie benötigen. Daher wurden regenerative Wärmetauscher entwickelt, um die Energie der heißen Reingase soweit wie möglich zum Aufheizen der kalten Rohgase zu nutzen. Dieser Wärmetauscher besteht in der Regel aus drei einzelnen Kammern, die mit Wabenkörpern aus Keramik bestückt sind.
Das Verfahren ist dann anwendbar, wenn Schadstoffe brennbar sind. Es zeichnet sich durch die hohe Vorheizung des Abgases innerhalb der wechselseitig durchströmten Betten der regenerativen Wärmetauscher aus.
Das optimal vorgeheizte Abgas wird in der Oxidationskammer mit den heißen Verbrennungsgasen des Spezialbrenners vermischt. Hier erfolgt bei hoher Temperatur und ausreichender Verweilzeit die Umsetzung der in dem Abgas enthaltenden organischen Schadstoffe in die unschädlichen Verbindungen CO2 und H2O-Dampf. Aufgrund des hohen Wärmetauscherwirkungsgrades >95 % sowie der relativ hohen Oxidationstemperatur > 800°C sind vergleichsweise geringe Emissionen von NOx und CO vorhanden. Auch die CO2-Emission wird infolge des geringen Brennstoffverbrauchs stark reduziert.
Am Ende der Oxidationskammer wird das gereinigte Abgas durch ein Wärmetauscherbett geführt und heizt dieses auf. Danach verlässt das Reingas im abgekühlten Zustand die Anlage durch den Reingasstutzen.
Über ein SPS-gesteuertes Ventilsystem werden die Wärmetauscherkammern wechselseitig mit Roh- und Reingas beaufschlagt. Nach jedem Umschaltzyklus wird die zuvor mit Rohgas beaufschlagte Kammer von Restverunreinigungen freigespült. Damit werden unzulässige Emissionsspitzen beim Umschalten sicher vermieden.
Überschüssige Energie kann zum Beispiel zur Erzeugung von Warmwasser (PWW) genutzt werden.