沸石轉輪吸附濃縮技術(shù)是為處理低濃度揮發(fā)性有機化合物而制造的,它與燃燒技術(shù)(催化燃燒或高溫燃燒)或冷凝技術(shù)相結合,形成“沸石轉輪吸附濃縮+燃燒技術(shù)”和“沸石轉輪吸附濃縮+冷凝回收技術(shù)”。低濃度、大風(fēng)量的VOCs排放在目前我國有機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)濟的技術(shù)途徑。從一些大中型企業(yè)的運行情況分析,吸附濃縮-催化燃燒一體化技術(shù)所占比重大,占項目總數的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)在我國工業(yè)VOCs凈化中發(fā)揮了主導作用。然而,經(jīng)過(guò)幾年的運行實(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、顆粒活性炭、活性炭纖維)以前主要用作吸附劑,但用熱氣流循環(huán)的活性炭材料穩定性較差。當循環(huán)熱氣流溫度達到100℃以上時(shí),吸附床容易著(zhù)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),活性炭具有不錯的吸水能力。當廢氣濕度較不錯時(shí),有機物的凈化能力會(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,穩定性能好,用熱氣流循環(huán)不易著(zhù)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、設備阻力小,運行成本還行。
四、吸附后廢氣中有機污染物濃度穩定,易于控制。
五、設備體積小,占地面積小。
沸石轉輪吸附濃縮采用吸附-脫附-濃縮燃燒三個(gè)連續工序,主要用于有機廢氣的處理;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(pán)輪系統,輪表面涂有疏水性沸石作為吸附劑。沸石旋轉吸附濃縮裝置主要由廢氣預處理系統、分子篩旋轉吸附系統、脫附系統、冷卻干燥系統和自動(dòng)控制系統組成。轉輪后面通常有后處理系統。
沸石轉輪的濃縮區可分為處理區、循環(huán)區和冷卻區,濃縮轉輪在每個(gè)區連續運行。VOC有機廢氣通過(guò)預過(guò)濾器,然后通過(guò)濃縮輪裝置的處理區。揮發(fā)性有機化合物在處理區被吸附劑吸附去掉,凈化后的空氣從濃縮轉輪的處理區排出。通過(guò)循環(huán)區的熱空氣處理,吸附在濃縮流道中的有機廢氣VOCs被脫附并濃縮至5-15倍。沸石轉輪在冷卻區冷卻,通過(guò)冷卻區的空氣被加熱作為循環(huán)空氣,從而達到節能的效果。
一套完整的沸石轉輪系統用于處理VOC廢氣,通常包括沸石吸附區、熱脫附區和燃燒單元。
RTO沸石轉輪系統的工作原理是: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的蜂窩狀沸石繼續旋轉,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有機化合物具有較不錯的吸附選擇性,普遍應用于VOCs廢氣處理。應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;具有足夠的穩定性和機械強度;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,機械,能夠達到吸附劑的高頻脫附循環(huán)。