如何优化设计RTO系统中的提升阀？

1.提升阀的工作原理

    以三塔式RTO为例，炉体包括燃烧室和3个蓄热室A，B，C。每个蓄热室都配备了进气提升阀，出气提升阀和吹扫阀。蓄热室有蓄热、放热和吹扫3种工作状态，正常运行时，以蓄热、放热、吹扫的顺序进行周期循环；同一周期，各个蓄热室工作状态均不同。

     当RTO运行时，低温废气自下而上通过放热区A，吸收放热区A内贮存的热量，到达燃烧室时，被预热氧化到高温状态。然后上而下通过蓄热区B，不断吸收废气中的热量，当废气达到蓄热区B出口时，温度降低至略高于入口温度；吹扫室C通入少量的低温烟气或新鲜空气进行吹扫。

     当放热区A内的热量消耗殆尽时，A蓄热体内的热量不足以将进气温度预热至自身燃烧温度，蓄热区B不断吸收高温烟气的热量，温度升高至炉膛允许最高温度；由于放热室A内底部废气没有完全反应，需要将其反吹至燃烧室再次氧化，保证去除效率。因此，需要减少蓄热区B的热量，对放热区A进行吹扫，将高温的洁净烟气引至吹扫区C进行排放。

    当原蓄热区B底部的出气提升阀关闭时，打开进气提升阀，原蓄热区B开始执行放热工作；原放热区A底部的进气提升阀关闭，打开吹扫阀，原放热区A开始执行吹扫工作；原吹扫区C底部的吹扫阀关闭，打开出气提升阀，原吹扫区C开始执行蓄热工作。RTO炉体底部的提升阀通过开启和关闭，改变各蓄热室内进气和出气方向。为了实现各个蓄热室的蓄热功能、放热功能和吹扫功能的连续切换和工作，形成了提升阀换向周期，蓄热效率可以达到93%以上。

4.提升阀换向周期优化

     在该循环下RTO连续不间断地运转，相较于直燃式焚烧炉、催化氧化炉等极大地提高了热量利用率，减少了能源的消耗。然而，在提升阀周期切换时，尾气排放量会产生较大波动，排放污染物浓度是正常周期内的3倍多。

     当蓄热体从出气阶段切换到进气阶段时，同一个蓄热室下方的进口提升阀与出口提升阀同时动作，由于蓄热室内压力较高，未经处理的废气易从进口阀门处直接压入压力较低的出口阀门，引起气体短路。由于提升阀的切换需要一定的动作时间，因此未经处理的污染物会在该段时间直接排放，虽然短路时间极短，但高温下气体流速高达15m/s，能迅速带走大量的污染物，甚至有可能造成废气排放超标。

    因此，改变提升阀的换向模式，将提升阀的换向动作改为6周期一个循环，在进气和出气的动作中间加入吹扫周期，避免了提升阀进气和出气的同时造成短路。采用高压反向吹扫，在进气阶段后，蓄热体底部依然存在一部分气体未进入燃烧室，通过吹扫可以将该部分气体吹至燃烧室进行燃烧，吹扫后的蓄热体洁净无残留污染物，高温废气排出时不会将未处理的污染物带出，极大地提升了RTO炉的净化效率。

     首先，由于提升阀长期在高温环境下运行，提升阀阀板密封圈在使用过程中，容易发生变形。其次，通过提升阀的废气，成分较为复杂，存在少量颗粒物及黏性物质，容易粘附阀板表面。使得阀板与密封圈处易产生微小间隙，增加阀门的漏气量。提升阀阀杆与套管之间存在滑动副，便于阀杆的升降动作，但若滑动副处的密封性减弱，阀内压力高于阀外压力，过流介质容易泄漏至壳体外；若废气中含有腐蚀性成分，泄漏的废气容易侵蚀电气驱动系统。

    所以，阀板及阀杆处要有良好的密封性尤为重要。

   改进措施：

   1.如图1所示，气仓底部设提升阀排液口，便于提升阀内积液顺利排出；气仓顶部与阀板严格密合。

   当阀板下沉至提升阀底部时，提升阀阀体内气体为正压，阀板与密封圈处存在一些微小缝隙，气体容易泄露至外部环境。而在该设计的气仓内通入压力0.3-0.5MPa的压缩空气，形成一个正压环形区域，该区域内只会存在压缩空气向提升阀内通入，而阀体内的流体无法泄露至外部环境的状态，从而提高了提升阀的密封性能。

   2.在阀杆和套管处，采取类似的气密封措施。由于阀杆处的滑动副需要经常上下移动，不能完全密合。长时间、高频率地工作负荷导致配件磨损，阀内气体泄漏。因此，在套管内侧做了封闭式气仓的设计，向套管内区域同样通入压力0.3-0.5MPa的压缩空气，在套管内形成一小段正压区域，阻止提升阀内气体通过套管活动面泄漏，进一步提高了阀体的密封性能。

小结

1.优化提升阀的换向周期，在提升阀进气和出气周期间加入吹扫周期进行缓冲，可有效减少污染物泄漏：

2.在提升阀底部增加压缩空气气仓，在阀杆和套管之间通入压缩空气，形成气压密封

区，极大程度地降低了气体泄漏率。