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)是控制低濃度廢氣較經(jīng)濟(jì)的技術(shù)途徑。從一些大中型企業(yè)的運(yùn)行情況分析,吸附濃縮-催化燃燒一體化技術(shù)所占比重大,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,這種工藝有一些明顯的缺陷。
一、活性炭材料(蜂窩活性炭、顆?;钚蕴?、活性炭纖維)以前主要用作吸附劑,但用熱氣流循環(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。
二、循環(huán)后的活性炭用熱氣流吹掃,由于循環(huán)溫度低,一些高沸點(diǎn)化合物在脫附循環(huán)完成后不能全部脫附,會(huì)在活性炭床層積累,降低其吸附能力。由于穩(wěn)定問(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,不能用此工藝。
三、一般來(lái)說(shuō),活性炭具有不錯(cuò)的吸水能力。當(dāng)廢氣濕度較不錯(cuò)時(shí),有機(jī)物的凈化能力會(huì)下降,處理高濕度廢氣時(shí),床層的凈化速率較低。
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、采用沸石作為吸附劑,穩(wěn)定性能好,用熱氣流循環(huán)不易著火。
二、使用沸石作為吸附劑,可以提升循環(huán)溫度,適用于從低沸點(diǎn)到高沸點(diǎn)的VOCs凈化。
三、設(shè)備阻力小,運(yùn)行成本還行。
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)工序,主要用于有機(jī)廢氣的處理;特別適合大風(fēng)量、低濃縮條件。吸附裝置以陶瓷纖維為基材,制成蜂窩狀大圓盤輪系統(tǒng),輪表面涂有疏水性沸石作為吸附劑。沸石旋轉(zhuǎn)吸附濃縮裝置主要由廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、分子篩旋轉(zhuǎn)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)廢氣通過(guò)預(yù)過(guò)濾器,然后通過(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)被吸附劑吸附去掉,凈化后的空氣從濃縮轉(zhuǎn)輪的處理區(qū)排出。通過(guò)循環(huán)區(qū)的熱空氣處理,吸附在濃縮流道中的有機(jī)廢氣VOCs被脫附并濃縮至5-15倍。沸石轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)冷卻,通過(guò)冷卻區(qū)的空氣被加熱作為循環(huán)空氣,從而達(dá)到節(jié)能的效果。
一套完整的沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)用于處理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成分被吸附在沸石中,凈化后的氣體排入大氣。此時(shí),吸附了VOCs的蜂窩狀沸石繼續(xù)旋轉(zhuǎn),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分解為沒(méi)有危害的二氧化碳和水,使VOCs全部分解。
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)化合物具有較不錯(cuò)的吸附選擇性,普遍應(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;易于循環(huán)和再利用;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,機(jī)械,能夠達(dá)到吸附劑的高頻脫附循環(huán)。