1.沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備概述
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備采用吸附-脫附-濃縮焚化三項(xiàng)連續(xù)程序,主要用于有機(jī)廢氣的治理,特別適合于大風(fēng)量,低濃度場(chǎng)所。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備以陶瓷纖維為基材,做成蜂窩狀的大圓盤輪狀系統(tǒng),輪子表面涂覆疏水性沸石做吸附劑。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備主要由廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、分子篩轉(zhuǎn)輪濃縮吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)、冷卻干燥系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。轉(zhuǎn)輪后一般有后處理系統(tǒng),比較常見工藝為沸石轉(zhuǎn)輪+RCO、沸石轉(zhuǎn)輪+RTO、沸石轉(zhuǎn)輪+CO。
2.沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備工作原理
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備的主體為一個(gè)裝滿吸附劑的旋轉(zhuǎn)輪,其被劃分為三個(gè)區(qū)域,即吸附區(qū)、再生區(qū)和冷卻區(qū)。有機(jī)廢氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)引入吸附區(qū),其中的有機(jī)污染物被吸附,氣體得到凈化排出。隨后,吸附劑轉(zhuǎn)動(dòng)到再生區(qū),在與高溫空氣接觸的過程中,VOCs被脫附下來并隨再生空氣流出,同時(shí)吸附劑獲得再生。再生后的吸附劑先經(jīng)過冷卻區(qū)降溫,然后轉(zhuǎn)動(dòng)到吸附區(qū)重新進(jìn)行吸附。隨著轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng),吸附劑周期性地進(jìn)行吸附、脫附和冷卻,實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)廢氣的凈化。
3.沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備特點(diǎn)
(1)熱交換效率較高:沸石轉(zhuǎn)輪使用再生陶瓷作為熱交換器,可達(dá)95%。
(2)靈活性:沸石轉(zhuǎn)輪可與多種工藝組合使用。
(3)處理效率較高:沸石轉(zhuǎn)輪可達(dá)90%-99%,符合環(huán)保要求。
(4)可處理大風(fēng)量廢氣:每臺(tái)沸石轉(zhuǎn)輪凈化處理風(fēng)量可高達(dá)100000Nm3/h。
(5)沸石轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)適用于連續(xù)操作條件,具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速和一致的吸附-解吸風(fēng)速,能連續(xù)操作,解吸濃度穩(wěn)定。
(6)運(yùn)行功率低,年維護(hù)成本低:沸石轉(zhuǎn)輪具有比其他凈化處理設(shè)備更低的實(shí)施成本。
(7)沸石轉(zhuǎn)輪在處理低濃度有機(jī)廢氣時(shí),連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、效率、穩(wěn)定性均固定床系統(tǒng)。
(8)廢氣適用性廣,風(fēng)壓損失小,穩(wěn)定性好,維護(hù)方便。
(9)高安全性:吸收性材料不可燃,消除火災(zāi)隱患。
4.沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備適用條件
(1)高沸點(diǎn)VOCs
有機(jī)廢氣中含有較多的高沸點(diǎn)有機(jī)物則并不適合單獨(dú)或直接使用沸石轉(zhuǎn)輪吸附設(shè)備處理。高沸點(diǎn)VOCs雖然容易吸附于沸石轉(zhuǎn)輪上,但由于沸石轉(zhuǎn)輪吸附設(shè)備設(shè)計(jì)的考慮,通常會(huì)使得脫附高沸點(diǎn)VOCs的溫度不足,所以往往造成脫附不易,且高沸點(diǎn)VOCs將蓄積在轉(zhuǎn)輪上,占據(jù)吸附位置,影響沸石轉(zhuǎn)輪吸附系統(tǒng)整體效能,含硫有機(jī)微粒亦會(huì)阻塞沸石轉(zhuǎn)輪吸附表面,這兩項(xiàng)因素成為沸石轉(zhuǎn)輪吸附系統(tǒng)效率不佳的主要原因。
(2)廢氣溫度、濕度
廢氣的溫度、濕度對(duì)沸石的吸附能力均具有重要影響。有機(jī)物在沸石上的吸附為物理吸附,溫度越低越有利于吸附,因此一般規(guī)定進(jìn)入裝置的廢氣溫度宜低于 40℃。對(duì)于沸點(diǎn)較高的有機(jī)物,沸石的吸附容量大,吸附溫度可以適當(dāng)提高。
如果廢氣的溫度過高,需要采用轉(zhuǎn)輪進(jìn)行濃縮處理時(shí),必須先采用換熱等方式進(jìn)行降溫處理。
沸石轉(zhuǎn)輪中所用的沸石材料為硅鋁分子篩,通常吸水能力很強(qiáng),在裝入轉(zhuǎn)輪之前需要對(duì)其進(jìn)行疏水改性處理,以降低對(duì)水的吸附能力,從而提高對(duì)有機(jī)物的吸附能力,但難以做到全部疏水,成型后還是會(huì)具有一定的吸水能力。
廢氣的濕度越高,對(duì)水分的吸附能力越強(qiáng),對(duì)有機(jī)物的吸附能力影響越大,當(dāng)廢氣濕度超過80%時(shí),對(duì)水的吸附能力會(huì)迅速提高,因此一般規(guī)定進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪的廢氣相對(duì)濕度應(yīng)低于80%。當(dāng)廢氣的相對(duì)濕度超過80%時(shí),可采用降溫除濕、升溫降濕(降低相對(duì)濕度)等方式進(jìn)行處理。
(3)顆粒物
廢氣中的細(xì)顆粒物會(huì)附著在沸石蜂窩體中,使吸附層的阻力增加,對(duì)沸石的吸附能力產(chǎn)生明顯影響。特別是噴涂廢氣中的漆霧對(duì)沸石吸附能力的影響非常大,漆霧黏附在沸石表面,堵塞吸附通道,使有機(jī)物難以擴(kuò)散到材料內(nèi)部,沸石的吸附能力快速衰減。同時(shí),由于漆霧的可燃性強(qiáng),在采用熱空氣進(jìn)行沸石再生時(shí)易發(fā)生爆燃等安全事故。因此,在廢氣進(jìn)入吸附層之前需要對(duì)顆粒物進(jìn)行過濾處理,進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的廢氣中的顆粒物含量要盡可能低,在工程技術(shù)規(guī)范中規(guī)定顆粒物濃度不應(yīng)超過 1mg/m3。
(4)聚合化合物
苯乙烯、丙烯酸、丙烯腈、甲醛等易聚合的化合物吸附到沸石上后會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)而難以脫附下來,沸點(diǎn)大于220℃的物質(zhì)(如三乙醇胺、鄰苯二甲酸酯類等)吸附到沸石上后也會(huì)造成脫附困難。上述物質(zhì)均會(huì)造成沸石失活,因此不適合采用沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)行處理。
5.沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備應(yīng)用范圍
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備適用于化工、涂裝、塑料、橡膠、制藥、印刷、家具、紡織印染、涂布、涂料、半導(dǎo)體制造、新材料、新能源等行業(yè)產(chǎn)生低濃度大風(fēng)量有機(jī)廢氣處理,可處理有機(jī)物質(zhì)種 類包括苯類、酚類、醛類、酮類、醚類、酯類、醇類、烷類、烴類等。
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