近年來，蓄熱式焚燒爐簡稱"RTO"，因其淨化效率高、熱回收效率高、適用面廣、維護成本低等特點，被廣泛應用於工業生產中的有機廢氣處理。
它既可以有效地處理有機廢氣使其滿足環保要求後達標排放，又使得低溫煙氣中菹含的餘熱能量得以有效回收。本文探討了RTO尾氣餘熱回收技術在PCB工程中的實際應用。
1、RTO焚燒爐工藝特點
低溫有機廢氣經預熱室吸熱升溫後，進入燃燒室(氧化室)高溫焚燒伽熱升溫至800°C)，使廢氣中的VOCs在燃燒室氧化分解成CO2和H2O。氧化後的高溫氣體流經另一個蓄熱室，與其中的陶瓷蓄熱體進行熱交換後排放。蓄熱室蓄存的熱量則用於預熱新進入的有機廢氣，經過週期性地改變氣流方向從而保持爐膛溫度的穩定。
熱氧化法是應用熱氧化和催化氧化技術來破壞排放物中的有機物的方法，同其他熱氧化技術相比，RTO的典型特徵在於它使用了蓄熱陶瓷材料或其他高密度惰性材料吸收排放的廢氣能量並存儲，再將能量釋放給進來的低溫氣體，而非採用管殼式換熱氧化技術進行兩種流體間的換熱，其本質是將有機廢氣分解成無毒無害的CO2和H2O，RTO熱回收效率可達到98%以上。
兩室RTO餘熱利用結構示意圖
2、印製電路板行業廢氣特點及處理現狀
PCB按佈線層次可分為單面、雙面印製線路板及多面板三類。線路板生產工序複雜，涉及工藝範圍廣。譬如，從簡單的機械加工到複雜的機械加工，既有普通的化學反應，還有光化學、電化學、熱化學等系列工藝。
PCB生產過程中，主要廢源有:生產過程中蝕刻工序產生的廢氣：線路板開料、切割過程中產生的粉塵;線路板印刷及烘乾過程中產生的有機廢氣：抗氧化過程產生的廢氣等。根據PCB製造行業的生產工藝特點，可將廢氣分大致分為三種類型，即：酸鹼性廢氣、粉塵廢氣、揮發性有機廢氣。
單面線路板一般生產工藝流程及廢氣來源分析
線路板生產過程中塗膠、烘烤等工序產生的有機廢氣全部揮發，因此有機度氣產生量大。通常這部分度氣要麼未經處理直接排放，要麼採用“活性炭吸附處理後高空排放。目前，處理VOCs的技術工藝有多種，不同技術的特點和適用範圍也不同。
吸附、催化燃繞、生物處理熱力燃燒、等離子體等方法在國內外工業VOCs氣體處理領域應用較為廣泛。採用活性炭吸附法以其投資省見效快，處理效果好而成為目前電路板印製行業爭化有機廢氣的主要方法，但該法容易飽和，且產生較多的廢活性炭，造價高。催化燃燒熱力燃燒、吸附對所處理的VOCs種類表現出普適性而生物處理冷凝膜分離則表現出一定的偏好和選擇。
3、RTO尾氣處理在線路板生產工藝上的應用
以廣東某PCB生產項目為例，該項目RTO有機廢氣處理量為10000 Nm3/h，有機廢氣經能量回收處理後最終排煙溫度可降低至125°C。
餘熱鍋爐
本工程根據RTO煙氣餘熱利用技術的機理：將塗膠生產線所在車間塗膠、烘烤(烘烤工序熱源為飽和水蒸汽等設備連接風管 ，採用密閉方式收集各工字揮發產生的有機廢氣約150~ 160，並在引風機的作用下，通過塗膠生產線連接至RTO。先以天然氣引燃啟動RT0系統，進行高溫焚燒處理，使氧化爐內的溫度達到800°C左右。廢氣燃燒分解後產生的大量熱能，一部分熱量被RTO內部的陶瓷蓄熱體蓄存，用以維持蓄熱氧化室自身較高的溫度，確保塗膠生產線-旦運轉，有機物便可在焚燒爐內氧化分解生成**和水;其餘部分熱量則輸送到RTO餘熱鍋爐用於產生飽和蒸汽，回送到生產車間作為烘烤工序的熱源，*煙溫降至250°C後外排。
煙氣換熱器出口的煙溫較高，將影響排煙餘熱利用的經濟性。理論上，250%C的廢氣仍然有一定的能量梯度利用空間，也就是說煙溫仍可進步降低。然而，值得一提的是，RTO回收煙氣熱量有一定限度，並非排煙溫度越低越好，低溫換熱器表面金屬壁溫度一旦低於煙氣露點溫度，將很容易造成換熱器內部煙氣冷凝，從而導致設備堵塞和低溫腐蝕。安全起見，最終排入大氣的煙溫必須控制在120°C以上，考慮到低溫腐蝕的影響，並預留5°C以上的裕量，本項目控制煙囪出口排煙溫度在125°C。
RTO尾氣餘熱利用系統能流示意圖
ＲＴＯ 尾氣餘熱利用系統示意圖
熱管換熱器
為了充分利用250°C到125°C這部分煙氣熱能，進步回收RT0餘熱鍋爐尾部煙氣能量，通過在RTO餘熱鍋爐新增旁路排煙管道上安裝臺熱管省煤器和一臺熱管蒸發器，同時將引自軟水箱的65°C軟水作為介質，軟水被加熱轉換成0.7MPa的低壓飽和蒸汽，輸送至主機房供溴化鋰製冷機組使用，能量得到充分利用，無富裕蒸汽排放。
此時煙溫降低到125°C後排入大氣，不僅有效回收了熱能，而且溴化鋰製冷機組可代替原有電能制令機組製冷，節約電能。
4、經濟性分析
RTO尾氣餘熱利用系統煙氣放熱量：Qg=CpV(t2-t1)
式中，Qg-煙氣放熱量，kJ/h；
C煙氣比熱容，查表取值1.042 k/(kg-*C)；
p-煙氣密度，取值1.295 kg/m3；
V-煙氣流量，為10000 Nm3/h；
t2-換熱器進口煙氣溫度，2509C；
tl換熱器出口煙氣溫度，125C。
也即，RTO尾氣餘熱利用系統每小時回收煙氣熱量：
Qg=1.042 k/(kg.*C)x1.295 kg/m3x 10000 Nm3/hx(250*C-125*C)= 1686.7x103 kJ/h
RTO尾氣餘熱利用系統按年運行7920h計算，折標煤系數取0.03412 kg標準煤百萬kJ，則每年可回收的煙氣熱量為: 1686.7x103 kJ/hx7920 h=13358.66 GJ，折算節約標煤456t。
根據企業監測統計資料核算節約費用。項目改造後，每小時回收的熱量大約產生445.4RT的7°C冷水，相當於節約用電負荷320.7 kW，而採用RTO尾氣餘熱利用系統後，新增給水泵電力負荷6kW.工業電價按照0.7元/kW.h計算，即實際年節省電費：
(320.7kW-6kW)x 7920hx0.7元/kW.h =174.5萬元
RTO尾氣餘熱利用系統項目總投資340萬元，兩年左右即可收回投資成本。
5、結 論
PCB生產中線路板絲印過程油墨固化所需時間較長 ，為規遍因建設較長的烘烤通道而擴 大生產線佔地面積，企業通常都使用間歇式烘箱 ，間歇式烘烤的特性使得有機廢氣濃度產生間歌性變化，通過在RTO裝置前增加緩衝罐可改善氣量波動大和RTO裝置運行不穩定的問題。
工程實踐證明，項目符合工廠實際，不失為一種處理有機尾氣行之有效之途徑，RTO餘熱鍋爐排放的廢氣溫度和濃度較高，還可進行次餘熱回收，使能量儘可能得到充分利用，基本實現無二次排。
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