沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒是目前***內(nèi)成熟實(shí)用的有機(jī)廢氣處理工藝

 

 

石化、橡膠、印刷行業(yè)排放的烷烴、芳香烴、醛、酮、酸、酯、醇、氯代烴等揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)嚴(yán)重影響了自然環(huán)境和人體健康，造成臭氧層破壞、光化學(xué)煙霧等一系列環(huán)境問(wèn)題。揮發(fā)性有機(jī)物的可控處理已成為社會(huì)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)，其處理方法主要包括吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離法、等離子體分解法、催化氧化法、直接燃燒法及生物降解法等，其中吸附法和催化氧化法被認(rèn)為是比較有效的兩種方法。

VOCs分子的動(dòng)力學(xué)直徑一般小于1nm。當(dāng)吸附劑的孔徑與VOCs分子的動(dòng)力學(xué)直徑相匹配時(shí)，被吸附的有機(jī)分子不易逃逸。常用的微孔吸附材料主要有活性炭和沸石分子篩。活性炭比表面積***，性能***，但熱穩(wěn)定性差，易燃燒，難以脫附VOCs。沸石分子篩具有豐富的微孔、較***的比表面積和***異的熱穩(wěn)定性，已廣泛應(yīng)用于VOCs吸附***域。

另外，沸石分子篩本身含有較多的酸位，具有一定的催化活性，非常適合作為催化劑載體材料。將沸石與活性組分復(fù)合制備的沸石基負(fù)載型催化劑也是處理?yè)]發(fā)性有機(jī)化合物的一種重要方法。

沸石轉(zhuǎn)輪+一氧化碳催化燃燒是我***有機(jī)廢氣處理***域中一種成熟實(shí)用的工藝。采用吸附-脫附-冷卻三個(gè)連續(xù)程序，同時(shí)吸附和脫附。沸石轉(zhuǎn)輪吸附、收集、壓縮和增加有機(jī)廢氣的濃度，然后從沸石轉(zhuǎn)輪中脫附高濃度廢氣分子，送入催化氧化爐(一氧化碳爐)進(jìn)行無(wú)焰燃燒，從而達(dá)到凈化有機(jī)廢氣的目的。

沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒設(shè)備主要由廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)、催化燃燒系統(tǒng)、冷卻干燥系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。其中，沸石轉(zhuǎn)輪作為一種將沸石吸附材料制成蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪設(shè)備，是企業(yè)廢氣處理的關(guān)鍵設(shè)備，使用沸石轉(zhuǎn)輪可以有效凈化揮發(fā)性有機(jī)廢氣(即VOCs廢氣)。

沸石分子篩

沸石吸附劑的作用

沸石分子篩對(duì)VOCs分子的吸附性能主要取決于其內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)。不同的沸石分子篩具有不同的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，其吸附***性有顯著差異。

分子篩籠的不同結(jié)構(gòu)

硅鋁比是沸石分子篩的一個(gè)重要參數(shù)，對(duì)沸石的吸附性能有很***影響。一般來(lái)說(shuō)，隨著硅鋁比的增加，沸石的疏水性增加，有利于水蒸氣環(huán)境中有機(jī)分子的吸附。采用水熱法制備了高硅鋁比(6.77)的改性13X沸石(M-13X)。發(fā)現(xiàn)在水蒸氣條件下，M-13X的疏水性增強(qiáng)，對(duì)甲苯的吸附量顯著增加。當(dāng)空氣濕度為50%時(shí)，m-13x的吸附容量仍為45mgg。

高溫水熱脫鋁提高了沸石的疏水性，增加了分子篩表面吸附有機(jī)分子的有效位點(diǎn)。在濕空氣條件下，硅鋁比高的超穩(wěn)Y型沸石(USY沸石)對(duì)甲苯、苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯等揮發(fā)性有機(jī)化合物的吸附容量較***，而ZSM-5沸石的硅鋁比范圍較寬。

分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的***點(diǎn)

在干燥空氣條件下，水分子對(duì)沸石分子篩的有效吸附位點(diǎn)沒(méi)有影響，脫鋁處理可能導(dǎo)致沸石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的坍塌、堵塞和變形，從而影響沸石對(duì)VOCs分子的吸附性能。不同硅鋁比的Y沸石在干燥空氣中對(duì)己烷的吸附***性表明，低硅鋁比的NaY和HY對(duì)己烷的吸附量較高，而脫鋁處理的高硅鋁比沸石(DAY)對(duì)己烷的吸附量低。

綜上所述，沸石分子篩對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物分子的吸附是多種影響因素共同作用的結(jié)果，如孔結(jié)構(gòu)、硅鋁比、平衡陽(yáng)離子和表面***性。