沸石轉(zhuǎn)輪在RTO催化燃燒系統(tǒng)中的應(yīng)用

“提高生態(tài)環(huán)境治理成效。突出依法、科學(xué)、精準(zhǔn)治污。深化重點地區(qū)大氣污染治理攻堅。加強污水、垃圾處置設(shè)施建設(shè)。壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)。實施重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)重大工程，促進生態(tài)文明建設(shè)。”在十三屆全國人大三次會議上，政府工作報告為生態(tài)環(huán)境治理工作“劃重點”。
其中針對VOCs的治理，一些省市開展了重點監(jiān)管企業(yè)“一企一策”綜合整治。“一企一策”綜合整治的重點主要包括兩大方面：第一是源頭控制，主要包含清潔生產(chǎn)，注重生產(chǎn)過程中物料的回收；原料替代，注重生產(chǎn)過程中采用低VOCs含量的原料；工藝改進，通過先進的工藝技術(shù)，從而減少VOCs產(chǎn)生量。第二是末端治理，通過回收利用技術(shù)中的冷凝、吸收、吸附等方式以及銷毀技術(shù)中的熱力焚燒、生物降解等方式，從而減少VOCs排放量。
RTO蓄熱式氧化爐是VOCs末端治理中的一項重要技術(shù)，VOCs的風(fēng)量和濃度是我們在設(shè)計RTO時的兩項重要指標(biāo)，而當(dāng)我們遇到低濃度、大風(fēng)量的有組織廢氣時，按照傳統(tǒng)的設(shè)計方法去設(shè)計RTO則會大大地增加設(shè)備的材料和運行成本，這個時候濃縮技術(shù)則應(yīng)運而生。目前沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)是全球公認(rèn)的最高效的廢氣濃縮技術(shù)，沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮裝置采用吸附+脫附+濃縮焚燒三項連續(xù)程序，主要用于有機廢氣的治理。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+RTO治理系統(tǒng)的結(jié)合就像一手王炸組合出現(xiàn)在VOCs治理技術(shù)中。
一、什么是沸石轉(zhuǎn)輪
沸石轉(zhuǎn)輪共分為三個區(qū)域：吸附區(qū)、脫附區(qū)及冷卻區(qū)。低濃度大風(fēng)量的廢氣通過沸石吸附區(qū)時，VOCs被吸附在蜂窩沸石中，被凈化后的氣體排出至煙囪；此時,已吸附VOCs的蜂窩沸石旋轉(zhuǎn)至脫附區(qū)，利用高溫加熱氣流將吸附在蜂窩沸石中的VOCs吹出，然后將其送入后端的RTO系統(tǒng)進行焚燒處理后排出至煙囪；最后，再將常溫廢氣通過冷卻區(qū)將剛被加熱的轉(zhuǎn)輪進行冷卻。

二、沸石轉(zhuǎn)輪的組成
2.1沸石分子篩：沸石分子篩是一種鋁硅酸金屬鹽的多微孔晶體，由硅氧四面體和鋁氧四面體通過共享氧原子相互連接形成骨架結(jié)構(gòu)，其表面為固體骨架，內(nèi)部為多微孔的篩狀構(gòu)造。內(nèi)部孔穴之間有孔道相互連接，其孔徑相同，分布非常均一，分子篩依據(jù)其內(nèi)部孔穴的大小，可對分子進行選擇性吸附。沸石分子篩具有很大的比表面積(300～1000㎡/g)，內(nèi)部孔穴有強大的庫侖場和極性，因此，對吸附質(zhì)分子的吸附能力很強，遠超過其他類型的吸附劑，即使在較高的溫度和較低的吸附質(zhì)分壓(或濃度)下，仍有很高的吸附容量，是一種高性能的分離吸附材料。

2.2、轉(zhuǎn)輪：沸石轉(zhuǎn)輪濃縮系統(tǒng)的關(guān)鍵部件是吸附輪(轉(zhuǎn)輪),轉(zhuǎn)輪由疏水性沸石吸附介質(zhì)與陶瓷纖維加工成波紋狀膜片，再卷制形成蜂巢狀的圓筒形框架結(jié)構(gòu)，其中部安裝有旋轉(zhuǎn)軸承。轉(zhuǎn)輪的機械結(jié)構(gòu)上，裝有耐VOCs腐蝕、耐高溫的材料制成的氣體密封墊，將轉(zhuǎn)輪隔離成三個區(qū)域：吸附處理區(qū)、再生脫附區(qū)、冷卻區(qū)。

2.3、全套設(shè)備主要由以下部分組成：廢氣過濾器、沸石轉(zhuǎn)輪、排氣風(fēng)機、RTO焚燒系統(tǒng)、熱交換器、自動控制系統(tǒng)。

三、沸石轉(zhuǎn)輪的運行原理
過濾后的大流量的低濃度有機廢氣被送至轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)，轉(zhuǎn)輪可根據(jù)廢氣處理量，以1～6轉(zhuǎn)/小時的速度持續(xù)緩慢旋轉(zhuǎn)。廢氣中含有的VOCs被截留吸附在轉(zhuǎn)輪上的沸石分子篩內(nèi)部，凈化后的潔凈空氣則直接排放至大氣。轉(zhuǎn)輪持續(xù)旋轉(zhuǎn)吸附VOCs，逐漸趨向吸附飽和，當(dāng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)進入至脫附區(qū)時，脫附風(fēng)機提供200℃左右的高溫?zé)峥諝?，將吸附在轉(zhuǎn)輪上的的VOCs脫附并帶走。脫附后的轉(zhuǎn)輪進入冷卻區(qū)，經(jīng)冷卻空氣吹掃，恢復(fù)至常溫，沸石轉(zhuǎn)輪從而恢復(fù)吸附能力，再次旋轉(zhuǎn)至吸附區(qū)，重新開始下一輪的工作。
轉(zhuǎn)輪吸附的VOCs經(jīng)脫附后，隨脫附熱空氣送往RTO進行凈化處理。由于廢氣中的VOCs被濃縮了5～20倍，因此，需要最終處理的有機廢氣具備了濃度高、風(fēng)量小、溫度高的特點，這樣就可以根據(jù)風(fēng)量大小、氣體濃度大小來設(shè)計合理的濃縮比及相應(yīng)的轉(zhuǎn)輪、RTO 大小。RTO焚燒產(chǎn)生的一部分熱能可用于轉(zhuǎn)輪脫附空氣的加熱;末端排放的高溫?zé)煔饪蛇M行余熱回收，進一步做到節(jié)能、環(huán)保。
四、沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備的特點
1.吸附、脫附效率高。
2.沸石轉(zhuǎn)輪吸附VOCs所產(chǎn)生的壓降極低，可大大減少電力能耗。
3.使原本高風(fēng)量、低濃度的VOCs廢氣，轉(zhuǎn)換成低風(fēng)量、高濃度的廢氣，濃縮倍數(shù)達到5-30倍，大大縮小后處理設(shè)備的規(guī)格，運行成本更低。
4.整體系統(tǒng)采用模組化設(shè)計，具備了最小的空間需求，且提供了持續(xù)性及無人化的操控模式。
5.系統(tǒng)自動化控制，單鍵啟動，操作簡單，并可搭配人機界面監(jiān)控重要操作數(shù)據(jù)。
五、沸石轉(zhuǎn)輪處理物質(zhì)注意事項
那吸附能力這么強的沸石轉(zhuǎn)輪，有沒有處理不了的廢氣呢？答案是肯定的。
對于沸石轉(zhuǎn)輪來說，一些易聚合或者沸點高于260℃的大分子物質(zhì)是不允許進入的。例如：酸性氣體和堿性氣體等會腐蝕轉(zhuǎn)輪；粉塵、漆霧、樹脂類、聚合物類等會堵塞轉(zhuǎn)輪；沸點大于220℃的三乙醇胺、苯甲醇等幾乎不能脫附；還有一些難吸附或者難脫附的氣體也基本上是不讓進轉(zhuǎn)輪的。而對于有以上成分的VOCs，一般會在沸石轉(zhuǎn)輪前端增加前期處理裝置來進行分離。
六、沸石轉(zhuǎn)輪的選擇
目前國內(nèi)的進口傳統(tǒng)品牌有日本的霓佳斯、西部技研、東洋紡，瑞典的蒙特等，我國的自主品牌這幾年發(fā)展迅速，現(xiàn)有的沸石轉(zhuǎn)輪成型及設(shè)備技術(shù)水平與國外的差距也在逐步縮小，目前市場我們自主品牌的應(yīng)用也越來越多。那么我們在選擇轉(zhuǎn)輪時需要注意哪些呢？
沸石含有率：顧名思義，對于沸石轉(zhuǎn)輪來說，沸石的含有率越高其吸附效率也越大；
疏水性：沸石原料中的Si/AL的比值越大，其疏水性越強；
VOCs組成成分：轉(zhuǎn)輪供應(yīng)商會根據(jù)業(yè)主提供的VOCs組成成分進行分析，從而選擇對應(yīng)的沸石和轉(zhuǎn)輪型號，因此在提供VOCs的成分時不能馬虎；
脫附效率：沸石轉(zhuǎn)輪的處理能力不能只看吸附效率，脫附效率也是至關(guān)重要的，當(dāng)脫附效率達不到要求時，久而久之會反過來影響沸石的吸附效率進而影響沸石的使用壽命。
沸石轉(zhuǎn)輪分為筒式轉(zhuǎn)輪和盤式轉(zhuǎn)輪，可以根據(jù)處理風(fēng)量、VOCS成分的不同選擇合適的轉(zhuǎn)輪。

總結(jié)：大風(fēng)量、低濃度的 VOCs 廢氣治理，通常采用銷毀的方式，之前大部分是采用活性炭作為吸附劑，但因活性炭易燃、脫附不完全影響凈化效率、要求工藝控制流速低、設(shè)備占地大等原因，目前大部分均改為沸石轉(zhuǎn)輪+RTO 工藝。與活性炭工藝相比，沸石轉(zhuǎn)輪+RTO工藝凈化效率高、運行安全穩(wěn)定、設(shè)備占地較小等，在市場中逐步得到廣泛應(yīng)用。隨著新型吸附劑的開發(fā)及我國轉(zhuǎn)輪制作技術(shù)、密封技術(shù)的提高，轉(zhuǎn)輪吸附技術(shù)也將會在更大范圍、更多的行業(yè)中得到應(yīng)用。轉(zhuǎn)輪運行的模型研究也將更加深入，治理效果將更加有效。
來源：網(wǎng)絡(luò)