介紹了沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮的技術(shù)原理和優(yōu)點(diǎn)

 

沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)是為處理低濃度揮發(fā)性有機(jī)化合物而制造的，它與燃燒技術(shù)(催化燃燒或高溫燃燒)或冷凝技術(shù)相結(jié)合，形成“沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+燃燒技術(shù)”和“沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+冷凝回收技術(shù)”。低濃度、大風(fēng)量的VOCs排放在目前我國(guó)有機(jī)廢氣污染中占很大比例。吸附濃縮技術(shù)是控制低濃度廢氣的一種經(jīng)濟(jì)技術(shù)途徑。從一些大中型企業(yè)的運(yùn)行情況分析，吸附濃縮和催化燃燒一體化技術(shù)占很大比重，占項(xiàng)目總數(shù)的50%以上。過(guò)去主要采用“固定床吸附濃縮+催化燃燒技術(shù)”，近十年來(lái)在我國(guó)工業(yè)VOCs凈化中發(fā)揮了主導(dǎo)作用。然而，經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行實(shí)踐，這一過(guò)程存在一些明顯的缺陷。

1.活性炭材料(蜂窩活性炭、顆粒活性炭和活性炭纖維)過(guò)去主要用作吸附劑，但通過(guò)熱氣流循環(huán)的活性炭材料穩(wěn)定性較差。當(dāng)循環(huán)熱氣流溫度達(dá)到100℃以上時(shí)，吸附床容易著火。

2.用熱空氣吹掃回收的活性炭。由于循環(huán)溫度低，一些高沸點(diǎn)化合物在脫附循環(huán)完成后不能完全脫附，會(huì)在活性炭床中積累，降低其吸附能力。由于穩(wěn)定性問(wèn)題，一般循環(huán)溫度不能高于120℃。因此，沸點(diǎn)高于120℃的有機(jī)物，如3-K基苯，不能用于此過(guò)程。

3.一般來(lái)說(shuō)，活性炭吸水能力好。當(dāng)廢氣濕度較好時(shí)，有機(jī)物的凈化能力會(huì)降低，處理高濕度廢氣時(shí)，床層的凈化率較低。

針對(duì)上述問(wèn)題，主要采用疏水性蜂窩狀分子篩(蜂窩狀沸石)作為吸附劑，采用移動(dòng)式沸石轉(zhuǎn)輪作為吸附裝置。與“固定床吸附濃縮+催化燃燒裝置”相比，它有一些明顯的優(yōu)點(diǎn):

一、沸石作為吸附劑，穩(wěn)定性好，用熱氣流循環(huán)不易著火。

二、沸石作為吸附劑，可以提高循環(huán)溫度，適用于從低沸點(diǎn)到高沸點(diǎn)的揮發(fā)性有機(jī)化合物的凈化。

三、設(shè)備阻力小，運(yùn)行費(fèi)用還可以。

四、吸附后廢氣中有機(jī)污染物濃度穩(wěn)定，易于控制。

五、設(shè)備體積小，占地面積小。

沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮采用吸附-脫附-濃縮燃燒三個(gè)連續(xù)流程，主要用于有機(jī)廢氣的處理；特別適合大風(fēng)量、低濃度條件。吸附裝置以陶瓷纖維為基材，制成蜂窩狀大圓盤輪系，輪表面涂有疏水性沸石作為吸附劑。沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮裝置主要由廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、分子篩轉(zhuǎn)輪吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)、冷卻干燥系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。轉(zhuǎn)輪后面通常有后處理系統(tǒng)。

沸石轉(zhuǎn)輪的濃縮區(qū)可分為處理區(qū)、循環(huán)區(qū)和冷卻區(qū)，濃縮轉(zhuǎn)輪在每個(gè)區(qū)連續(xù)運(yùn)行。VOC有機(jī)廢氣經(jīng)過(guò)預(yù)過(guò)濾器，再經(jīng)過(guò)濃縮輪裝置的處理區(qū)。揮發(fā)性有機(jī)化合物在處理區(qū)被吸附劑吸附去除，凈化后的空氣從濃縮轉(zhuǎn)輪的處理區(qū)排出。吸附在濃縮轉(zhuǎn)輪中的有機(jī)廢氣VOCs通過(guò)循環(huán)區(qū)的熱風(fēng)處理脫附濃縮至5-15倍。沸石轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)冷卻，通過(guò)冷卻區(qū)的空氣作為循環(huán)空氣被加熱，從而達(dá)到節(jié)能的效果。

采用完整的沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)處理VOC廢氣，通常包括沸石吸附區(qū)、熱脫附區(qū)和燃燒單元。

RTO沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的工作原理是，含低濃度VOCs的廢氣通過(guò)蜂窩狀沸石分子篩時(shí)，廢氣中的VOCs被沸石吸附，凈化后的氣體排入大氣。此時(shí)，蜂窩沸石吸附的VOCs繼續(xù)轉(zhuǎn)輪，沸石模塊被少量熱空氣脫附循環(huán)。在這個(gè)過(guò)程中，低濃度廢氣可以濃縮成高濃度廢氣。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮后的廢氣可采用燃燒法進(jìn)行末端處理，通過(guò)燃燒將VOCs分解為無(wú)害的二氧化碳和水，使VOCs完全分解。

市場(chǎng)上常用的吸附劑有活性炭、沸石分子篩、硅膠、活性氧化鋁、高分子吸附樹(shù)脂等材料。其中，活性炭和沸石分子篩對(duì)有機(jī)化合物具有良好的吸附選擇性，廣泛應(yīng)用于VOCs廢氣處理。應(yīng)用于吸附輪的吸附劑需要具備以下特點(diǎn):吸附選擇性好，吸附容量大；易于回收再利用；具有足夠的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度；貨源多，價(jià)格適中。沸石分子篩通常采用高溫陶瓷纖維作為基體，不怕熱，不怕機(jī)械，可以實(shí)現(xiàn)吸附劑的高頻脫附循環(huán)。