一、我国 RTO的发展
双床RTO 的基本结构 ( 见图 1) 包括燃烧室、2 个蓄热室再生器床和 2 个切向阀。通过一进一出切向阀完成换热过程。双床 RTO 可以有效净化 VOCs，同时 实现系统外的低能耗。当阀组换向时，蓄热室下层未被 有效溶解的 VOCs 易被带出蓄热室，影响净化效率。
我国研究人员提出了三床 RTO，与双床式 RTO 相比，三床 RTO ( 见图 2) 增加了吹扫风机，在运行过程中，吹扫风机能输入更多的清洁空气到蓄热室，并将剩余的VOCs 废气送到氧化室进行有效的氧化分解。
第三代 RTO 为旋转式 RTO ( 见图 3) ，与三床式 RTO 不同之处在于其旋转切换阀在炉中形成多个等份分蓄热室。其优点是通过旋转方向切换阀，有机废气被送到每个蓄热室，加强了预热效果，有利于氧化降解。
二、蓄热体性能要求
RTO设备由蓄热体、燃烧室和转向阀等构成。蓄热体作为核心部件，需要具有冷热交替时不变形、 热交换速度快、结构强度高、耐用年数长等性能。有机废气需要在蓄热室中预热，然后进入燃烧室，加热温度高达800 ℃左右，废气中的 VOCs 被氧化分解为 CO₂ 和H₂O，反应关系如下所示：
1耐高温性能
RTO 设备在正常工作情况下，燃烧室的温度超过 800 ℃，为了保证蓄热体可以重复使用，它必须能够承受高温。经研究发现，陶瓷能够承受高温，能够克服一般金属材料高温下氧化变质、使用寿命短的弊端。
2热导率性能
根据 RTO 设备的工作原理，蓄热体可以在短时间内快速完成吸热和放热。蓄热体具备良好的导热性，有利于热传导，能够很快地将高温烟气的热量吸收，并迅速传递给需要加热的气体。
3抗热震性能
蓄热体需要反复吸热和放热，在冷热温差的作用下很容易引起热应力变化。如果蓄热体材料的抗震性能不足，很可能导致破裂和材料蓄热性能降低，甚至不能正常工作。
4比热和密度性能要求
蓄热体必须具有热回收率高和储热性能好的特点。RTO 设备中使用的蓄热体由几种材料混合组成，根据材料的依存性，密度越高，组合材料的密度就越大。因此，在研究 RTO 蓄热材料时，在不影响材料耐热性能的前提下，应该尽可能提高密度。
三、蓄热体材料
蓄热体材料不同工况下，RTO 装置使用的蓄热体材质不同， 常见的有陶瓷蜂窝体、陶瓷小球和陶瓷管。陶瓷材料具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀和低加工成本的优点，因此选择陶瓷材料作为储热材料。陶瓷蓄热体由莫来石和堇青石制成，常见蓄热体的形状有球形、鞍状、多层板 ( 或波纹板) 和蜂窝状。4 种常见的蓄热体结构参数见表 1。
热效率和压力损失分别是主要的传热性能指标和 流动性能指标，计算公式如式 ( 1) 和式 ( 2) 所示：
由图4可知：随着气流速率的增加，压降从小到大依次为LantcComb-H、40x40孔蜂窝陶瓷、MLM-180片状组合蜂窝陶瓷、25mm矩鞍环。由图5可知：随着气流速率的增加，热效率从大到小依次为LantcComb-H、40x40孔蜂窝陶瓷、MLM-180片状组合蜂窝陶瓷、25mm矩鞍环。因此，LantcComb-H具有压降损失较小、热效率较好的优点。
RTO 升温结束后进入正常运转时，在阀切换的时间段内，RTO 进气室内的流速会发生变化，蓄热体输出的气体温度开始是接近炉膛温度的，随着时间的推移，温度会逐渐变低，等到换向阀再一次换向时，温度达到最低点。在加热阶段，热的烟气主要以对流和辐射的方式被排放到球体表面，以进行预热。在冷却时期，蓄热体主要以对流和辐射的方式将热量通过球体轮廓释放出来，传递给被预热气体。
一般采用的陶瓷小球的直径不大，通常在 20mm 以内，把小球紧密堆积起来，球层中气体的平均自由行程不高，忽略辐射热交换，加热周期和冷却周期的传热方向不同、传热方式和传热过程相同。传热过程可以表达为气体吸热或放热过程、气体与球表 面的对流换热过程、球内的非稳态导热过程。
四、结论
( 1) 改变蓄热体的构造和技术参数，以解决 RTO 设备运行过程中可能出现的安全隐患会成为未 来的研究热点;
( 2) 目前，针对 RTO 处理 VOCs 方面的研究，主要集中在蓄热体高度、填充物形状、材质等因素对蓄热体的蓄热效率和压力损失;
( 3) 在 LanteComb-H、40× 40 孔蜂窝陶瓷、25 mm 矩鞍环、 MLM-180 片状组合蜂窝陶瓷中，LanteComb-H 具有压降小、热效率高的优点。
来源：环保
