近年来，随着国家环保法律法规的不断出台、监管要求的日趋严格，医药化 工行业化学品的生产、储存为了进一步减少污染物无组织排放，提升环保治理水平，越来越多地会配套建设挥发性有机物（VOCs ，volatile organic compounds）治理设施，蓄热式热力氧化装置（以下简称RTO，Regenerative Thermal Oxidizer） 就是目前处理效率高的主流治理设备。蓄热式热氧化炉，简称RTO ，是一种高效有机废气处理设备。主要由一个加热炉炉体、两个或者两个以上蓄热室、换向系统以及燃料、供风和排烟系统构成。RTO 炉内部配有蓄热陶瓷体，可以高效的吸收并利用有机废气燃烧释放的热量，用来维持设备本身的温度，并可用多余的热量给生产线提供热能，从而达到节约生产成本的目的。

按照一个装置具有蓄热体床层的数量，可分为单床和多床（或单台式和多台 式）多床蓄热式燃烧设备就包括两室、三室、多室的 RTO 。而单床实际上是把一个空间内的蓄热体床层分隔为上下或左右两部分，通过切换气体的流向来实现对蓄热体的加热和冷却。

按蓄热体静止或运动状态可分为固定式和旋转式，典型的RTO 装置的蓄热体是固定不动的，但单床蓄热式燃烧设备，其蓄热体可旋转，也可保持固定。这里分为两种情况：一种是固定气体流动方向而使蓄热体本身旋转，即采用较轻的 金属材料作为蓄热体，或者陶瓷蓄热体容积较小，可作成圆盘状来旋转，这种装置中的蓄热体同样也是周期性地被加热和冷却。

另外一种是因为陶瓷蓄热体的容积大而笨重，根本不适合旋转，此时也只能采用特殊结构的旋转式气体分配罩（气体分配器）来改变气体的流向。理论上，后者也可用于典型的两室、三室、多室的蓄热式热力氧化器上，即用旋转式气体分配器代替切换阀。旋转蓄热式燃烧设备都是单台的，其外形大多做成圆筒状。

长期运行的经验积累总结得出，一套稳定可靠的RTO设备，不仅取决于设计，更需要重点关注的是不断改进密封件，管件与管件之间的密封件，提升阀等阀门 的密封件选择十分重要，关乎RTO设备自动控制检测和RTO使用寿命，为此介绍以下常见密封材料使用环境。

垫片是两个物体之间的机械密封，通常用以防止两个物体之间受到压力、腐蚀和管路自然的热胀冷缩泄漏。由于机械加工表面不可能没有瑕疵，使用垫片即可填补不规则性。垫片通常由片状材料制成，如垫纸、橡胶、硅橡胶、金属、软木、 毛毡、氯丁橡胶、丁腈橡胶、玻璃纤维或塑料聚合物（如聚四氟乙烯），特定应 用的垫片可能含有石棉。

我们通常在选择垫片材料所考虑的因素主要取决于垫片所处的环境温度、垫片承受的压力和垫片接触的介质，以及垫片材料的经济性、设计使用寿命、安装和更换便捷性。

垫片的种类繁多，应用场景多，我们在市场常见的垫片按其材料和结构大致可分为金属垫片、非金属垫片和复合垫片三大类。

一、金属垫片材料

金属垫片就是由高精密度，高硬度的片状材料精制而成，通常用在精密模具或精密五金的调整以及测量，或者作为垫块，称为精密垫片，有时也叫模具垫片或精密间隙片。

1.  碳钢

推荐工作温度不超过538℃ ,特别当介质具有氧化性时。优质薄碳钢板 地不适合应用于制造无机酸、中性或酸性盐溶液的设备，如果碳钢受到在的应力，用于热水工况条件下的设备事故率非常高。碳钢垫片通常用于高浓度的酸和许多碱溶液。布氏硬度约120。

2.304 和316L 不锈钢

304 不锈钢（铬18%—20%、镍8%- 10%），推荐工作温度不超过760℃。在温度- 196~538℃区间内，易发生应力腐蚀和晶界腐蚀。316L 不锈钢推荐连续工作温度不超过760℃~815℃。碳含量不超过相对于316 不锈钢具有更优秀的耐应力和晶界腐蚀。布氏硬度约140。

3．20合金

20合金是一种镍、铁、铬、钼和铜合金。推荐工作温度不超760℃~815℃。特别适用于制造耐硫酸腐蚀的设备，布氏硬度约160。

4.铝

铝（含量不低于99%）。铝具有优秀耐腐蚀性能和加工性能，适用于制造双夹垫片。布氏硬度约35。推荐连续工作温度不超过426℃。

5.紫铜和黄铜

紫铜的成分接近于纯铜，其含有微量的银以增加其连续工作温度。推荐连续工作温度不超过260℃。布氏硬度约80。黄铜（铜66%、锌34%），在大多数工况条件下，具有良好耐腐蚀性能，但不适应醋酸、氨、盐和乙炔。推荐连续工作温度不超过260℃。布氏硬度约58。

二、非金属垫片材料

非金属垫片材料主要以橡胶材料为主，橡胶垫片具有耐油、耐酸碱、耐寒热、耐老化等性能，可直接切割成各种形状的密封垫片，广泛应用于医药、电子、化工、抗静电、阻燃、食品等行业。

1．天然橡胶NR

对弱酸和碱，盐和氯化物溶液具有良好的耐蚀性能，对油和溶剂耐蚀性能是差的，并不推荐用于臭氧介质。推荐工作温度-57℃~93℃。

2．氯丁橡胶CR

氯丁橡胶是一种合成橡胶，适应于耐中等腐蚀的酸，碱和盐溶液的腐蚀。对商业用油和燃料具有良好的耐腐蚀作用。但在强氧化性酸、芳香烃和氯化碳氢化合物其耐腐蚀性能是差的。推荐工作温度-51℃~ 121℃。

3 ．丁氰橡胶 NBR

丁氰橡胶是一种合成橡胶，适应于在较宽温度范围内具有良好的耐油、溶剂、芳香烃、碱性碳氢化合物、石油和天然气的腐蚀性能。对氢氧化物、盐和接近中性的酸具有良好的耐腐蚀性能。但在强氧化性介质、氯化碳氢化合物，酮类和脂类其耐腐蚀性能是差的，推荐工作温度51℃~ 121℃。

4．氟橡胶

氟橡胶胶料是由二元和三元氟生胶添加配合剂、硫化剂经混炼而成。除具有优异的耐热、耐介质和良好物理机械性能外，还具有压缩久变形低、弹性好和超长使用寿命。氟橡胶具有突出的耐热（200～250℃）,耐油性能，可用于制造气缸套密封圈，胶碗和旋转唇形密封圈，能显著地提高使用时间。 推荐工作温度-40℃~232℃。

5．氯磺酰化聚乙烯合成橡胶

对酸、碱和盐物溶液具有良好的耐蚀性能，同时不受气候、光照、臭氧、商业燃料（如柴油和煤油等）影响。但不适应用于芳香烃、氯化碳氢化合物、铬酸和硝酸。推荐工作温度-45℃~ 135℃。

6．硅橡胶

硅橡胶具有突出的耐高低温，可在 150℃下超长期使用而无性能变化；可在200℃下连续使用10000 小时，在-70～260℃的工作温度范围内能保持其特有的使用弹性及耐臭氧，耐天候等优点，适宜制作热机构中所需的密封垫，如密封衬圈，阀垫、油封（适用于水介质）等，特种硅橡胶可制作油封。

7．乙丙橡胶

对强酸、强碱、盐和氯化物溶液具有良好的耐蚀性能。但不适应用于油类、溶剂、芳香烃和碳氢化合物。推荐工作温度-57℃~ 176。

8．石墨

石墨该材料不含树脂或无机物的全石墨材料，可分为掺入金属或不掺入金属元素石墨材料。该材料可粘接以至可制造直径超过600MM 管道垫片。对许多酸、碱、盐和有机合物和传热溶液，甚至高温溶液具有非常优异的耐蚀性能。它不能熔化，但超过3316℃时将升华。在高温条件下，在强氧化性介质中使用该材料应慎重。除用于垫片外，该材料也可制作填料和缠绕垫片中的非金属缠绕带。

9．陶瓷纤维

成型于带材的陶瓷纤维是一种适用于高温和低压工况及轻型法兰条件下的优异垫片材料，推荐工作温度1093℃,可制作缠绕垫片中的非金属缠绕带。

10．聚四氟乙烯

聚四氟乙烯集中了大多数塑料垫片材料的优点，包括耐温从-95℃~232℃ 。除游离氟和碱金属外，对化学物品、溶剂、氢氧化物和酸具有优异的耐蚀性能。PTFE材料能充填玻璃，其目的是降低PTFE的冷流性和蠕变性。

三、复合垫片

复合垫片是一种复合材料，由多种材料层次交替压制而成。复合垫片主要生产材料包括金属片、陶瓷片、石墨、柔性石墨、有机及无机纤维等。其中，金属片和陶瓷片具有高强度和高温抗性，是复合垫片主要的强化材料。石墨和柔性石墨具有较好的密封性能和耐温性能，是复合垫片的重要组成部分。有机及无机纤维具有良好的密封性能和耐腐蚀性能，是复合垫片中的重要填充材料。

1.  石墨复合

石墨复合垫片又叫增强石墨垫片或高强石墨垫片是从增强石墨板打孔或切割而成的，它具有良好的防腐蚀性， 耐高/低温，良好的压缩回弹性和高强度性。

2.金属缠绕垫片

金属缠绕垫片采用优质 SUS304、SUS316（“V”形或“W”形）金属带及其他合金材料与石墨、石棉、聚四氟乙烯、无石棉等软性材料相互交替重叠螺旋缠绕 而成，在开始及末端用点焊方式将金属带固定。缠绕垫片是阀门、泵、换热器、人孔、手孔等法兰连接处理想的静密封原件。

3.聚四氟乙烯包覆垫片

聚四氟乙烯包覆垫片又称四氟夹包垫片是一种非金属垫片，一般由包覆层及嵌入物两部分组成。包覆层主要起耐腐蚀作用，通常由聚四氟乙烯材料制成，嵌人物（填料）为弹性较好的带或不带金属增强层的非金属密封材料，通常为石棉橡胶板。

4.石棉橡胶垫片

石棉橡胶垫片以石棉纤维、橡胶为主要原料再辅以橡胶配合剂和填充料，经过混合搅拌、热辊成型、硫化等工序制成。石棉橡胶垫片根据其配方、工艺性能及用途的不同，可分为普通石棉橡胶垫片和耐油石棉橡胶垫片。根据使用的温度和压力不同可以分为低压石棉橡胶垫片，中压石棉橡胶垫片和高压石棉橡胶垫片。适用于水、水蒸气、油类、溶剂、中等酸、碱的密封，石棉垫片主要应用在中、低压法兰连接的密封中。

5.非石棉垫片

非石棉垫片（无石棉垫片）是以芳纶等有机纤维和植物纤维与丁腈橡胶、无机矿物质在高温下压延而成的密封材料，由于含石棉纤维很少，适用为石棉垫片的无石棉垫片的替代产品。非石棉垫片（无石棉垫片）既具有较高的强度，又具有较好的回弹性，同时具有强的抗渗透性能是在高温高压下取代石棉垫片的良好环保材料。

四、密封垫片的选型

任何一种类型的垫片，在恶劣的使用环境中，要保证长时间的有效密封，都需要具备以下几点重要特性：

1.  垫片的气密性

对于密封系统的介质，垫片在推荐的温度和压力工作一定时间内不发生泄漏。

2.  垫片的可压缩性

垫片和法兰的接触面在连接螺栓紧固后，应能很好吻合，以保证密封。

3.  垫片的抗蠕变性

垫片在压力负荷和使用温度的影响下，抗蠕变性应较好，否则会造成螺栓扭矩

损失，导致垫片的表面应力减小，从而硬气系统泄露。

4.  垫片的抗化学腐蚀

所选用的垫片应不受化学介质的腐蚀，而且不能污染介质。

5.  垫片的回弹性

即使在系统稳定的状况下，相连接的两个法兰由于温度和压力的影响肯定会存

在微小位移，垫片的弹性功能应能弥补此位移，以保证系统的密封性。

6.  垫片的抗黏接性

垫片在使用后应能方便地从法兰上拆除，不粘接

7.  垫片的无腐蚀性

垫片应对连接的法兰表面无腐蚀性。

8.  垫片的耐温度

所选用的垫片应保证在系统的低温度和高温度下正常使用。

除了满足以上条件外，垫片在安装也尤其重要，垫片必须安放在法兰的正中 心，在凸面法兰上尤为重要，保证密封面的平整度和加工精度，必须均匀对称地紧固连接螺栓；必须使用弹簧垫圈以保证负荷均匀，紧固螺栓时使用扭力矩扳手；在系统运行一天后，检查和重新校正连接螺栓的扭矩；为保证垫片使用寿命，请不要使用液体或金属基体的防粘剂或润滑剂。

根据工程经验垫片使用失败的原因有初装压力欠缺、螺栓负载、螺栓上的螺纹损坏、旧垫片的二次使用、不适合工况条件、法兰与螺栓的错误选用等原因造成垫片密封效果不理想。

VOCs 来源复杂且种类繁多、性状不一、易于挥发等特征决定了其有别于烟尘、SO2和NOx等污染物。RTO焚烧炉对于大风量、中低浓度的有机废气的处 理效果较好，在当前能源价格飙升的背景下，以资源循环利用为目的的RTO处理VOCs废气技术具有广阔的前景，面对种类繁多的废气，选择合适耐用且经济的密封材料还需要继续探索和改进。