沸石轉輪的技術原理及設計要點
沸石轉輪系統(tǒng)簡介
該系統(tǒng)集成了吸附、脫附和濃縮燃燒三個操作單元，是目前較為完善的VOCs防控設備。但制造和運行維護成本偏高，不適合直接處理高沸點揮發(fā)性有機化合物。
更適合每分鐘600立方米(CMM)以上高風量、VOCs總烴濃度在500-1000ppm之間的廢氣生產廠家。但如果廢氣中含有***量高沸點物質，則不適合單***直接使用該系統(tǒng)。高沸點VOCs雖然很容易吸附在沸石轉輪上，但由于系統(tǒng)設計的安全考慮，高沸點VOCs的脫附溫度不夠，往往很難脫附，高沸點VOCs會在上面堆積，占據吸附位置，影響系統(tǒng)的整體效率。如果VOCs廢氣中含有***量高沸點物質，建議在系統(tǒng)前端安裝冷凝器、活性炭格柵和除霧器，有效控制高沸點VOCs。
如果廢氣中含有高濃度的顆粒，必須在沸石轉輪的前端安裝顆粒處理裝置，以避免這些顆粒沉積在沸石的蜂窩結構中。***簡單的顆粒過濾裝置是單層涂層，但它的過濾效果只對較***的顆粒較***，不能有效處理較小的顆粒，所以它適用于現有的沒有空間的工廠，它對于沸石轉輪的壽命延長還是有限的。但如果新建工廠能夠預留空間，用于更有效的顆粒處理裝置(如袋式除塵裝置)，沸石轉輪的使用壽命可以得到有效延長。
如果無法確認是否有其他廢氣與VOCs廢氣混合或含有***量高沸點物質，建議采用沸石吸附濃縮系統(tǒng)進行控制:
(1)設置顆粒過濾設備。
(2)定期保養(yǎng)，用清水清洗。
能經受水洗過程的轉輪，可以根據工廠處理的廢氣中高沸點VOCs的濃度，用清水清洗沸石吸附轉輪。清洗時只需***別注意水質，如果含有***量的鈣鎂等離子體，可能會在沸石中生成碳酸鹽或碳酸氫鹽，堵塞沸石的蜂窩狀孔隙；然而，水中的氯仿可能在沸石中占據吸附位置，阻礙了處理后廢氣中揮發(fā)性有機化合物的吸附性能。此外，水中含有的微量重金屬物質也會毒害沸石，隨著清洗次數和水質水量的不同，會產生不同的影響。為了克服沸石吸附轉輪的蜂窩通道及其結構，一般清洗水無法滲透到轉輪中，一些研究采用了以下清洗程序。
用高壓噴嘴將清洗水形成細霧滴，以系統(tǒng)冷卻端的潔凈空氣為載流。***先將細霧狀的清水帶入沸石通道進行反沖洗過程，然后從另一側的吸附端吸入清潔空氣匯聚。除了把附著在沸石上的水蒸氣作為二次清洗外，還可以完成沸石干燥過程。因此，兩級清洗轉輪的用水量可以是以前傳統(tǒng)方式的20%-30%，可以******提高，故可在成本考量下順利、有效進行沸石轉輪之清洗。
(3)提高操作過程中的脫附熱容。
除了在系統(tǒng)前增加預處理系統(tǒng)，定期執(zhí)行水洗維護程序外，還可以通過提高脫附熱容的日常運行參數來改善高沸點VOCs對系統(tǒng)的影響。實施方法可以通過提高再生溫度和再生風量來實現。
系統(tǒng)運行時，整個沸石吸附區(qū)都有足夠的熱容量，這樣離再生端很遠的地方仍然有足夠的熱量來脫附吸附在其上的高沸點揮發(fā)性有機化合物，從而減少其積累聚合并占據吸附位置影響效率。
二、沸石轉輪系統(tǒng)的組成
沸石吸附-濃縮旋轉燃燒系統(tǒng)采用吸附-脫附-濃縮燃燒三種連續(xù)工藝，其設備***點適用于處理高流速、低污染物濃度、多物種的VOCs廢氣。主要用于接近周邊溫度排放相對較薄污染物的行業(yè)，典型應用為影印、鍍膜工藝、半導體工廠等相關行業(yè)。
沸石吸附轉輪是一個中心軸承和一個圍繞軸承支撐旋轉體的支撐圓形框架，旋轉體由沸石吸附介質和陶瓷纖維制成。轉輪包括墊圈，用于分別處理廢氣和處理后釋放清潔氣體，墊圈由軟材料(通常為硅)制成，可承受VOCS腐蝕和高工作溫度。墊圈將蜂窩沸石吸附轉輪組件分成基本吸附區(qū)和再生區(qū)；。脫附區(qū))，但是為了提高轉輪的吸附能力，通常在前兩個間隔中添加冷卻區(qū)或吹掃區(qū)。一般吸附區(qū)較***，脫附區(qū)和冷卻區(qū)是面積相等的兩個較小的處理側。有時可以根據***殊需要分為更多系列區(qū)域；吸附輪由一套電動驅動設備用來轉動輪子，因此輪子可以變速，并可以控制每小時轉動2-6轉的能力。
工廠排放的VOCS廢氣進入系統(tǒng)后，***級經過由疏水性沸石組成的轉輪，VOCS污染物***先吸附在轉輪上；***二階段的脫附程序是將經過冷卻區(qū)處理的廢氣(約180-250℃)引入轉輪，在高溫下脫附有機物，廢氣經與后端燃燒系統(tǒng)換熱后預熱。此時，出水污染物的濃度可控制在進水廢氣的5-20倍左右，脫附后的有機物可在700℃以上燃燒或在***三階段冷凝回收，可減少后續(xù)廢氣處理裝置的規(guī)模、運行費用和設備。
沸石轉輪的處理單元如下:
(1)沸石轉輪的主體由一些***定的固體基底組成，基底涂有一層吸附粉末，基底由陶瓷、玻璃或活性炭纖維燒結而成。其中，陶瓷纖維因其耐高溫、熱穩(wěn)定性高、耐洗、不燃、耐酸堿而得到***廣泛的應用。吸附劑的類型取決于要處理的氣體成分，通?？梢允褂没钚蕴亢头惺＾D輪厚度一般為25cm-45cm。
(2)沸石轉輪的基體是涂有一層吸附劑的陶瓷纖維，通常是活性炭或疏水性沸石，制成蜂窩狀的圓形輪，然后分成兩個區(qū)域，即吸附處理區(qū)和再生脫附區(qū)。但為了提高轉輪的吸附能力，有時會在兩個區(qū)域之間多設計一個冷卻區(qū)域，通常吸附區(qū)域較***，脫附區(qū)域和冷卻區(qū)域是兩個面積相等的較小的處理區(qū)域。
(3)熱回收設備:燃燒或氧化VOCs后的潔凈空氣溫度高達500-700℃，這部分空氣的熱能通過換熱器回收。同時，清潔空氣的溫度降低，然后被引導到轉輪的脫附區(qū)進行脫附；如果溫度太高，轉輪可能會燃燒，所以進入轉輪的溫度不要太高。一般會設置兩級熱回收設備，并增加鼓風機引入新鮮空氣與燃燒空氣混合，從而將脫附溫度控制在180-220℃范圍內。為了處理VOCs廢氣，除了沸石吸附濃縮旋轉燃燒系統(tǒng)外，還可以在工藝端安裝冷凝器，如光刻膠涂布機或光刻膠去除工藝廢氣出口端，提前處理高沸點VOCs(如MEA、BDG、DMSO)。
