沸石轉(zhuǎn)輪+RCO催化燃燒設(shè)備凈化VOCs“秘密武器”
沸石轉(zhuǎn)輪+RCO催化燃燒設(shè)備是目前***內(nèi)有機(jī)廢氣處理***域運(yùn)用較老練、有用的工藝。選用吸附－脫附－冷卻三項(xiàng)接連程序，邊吸附邊脫附。沸石轉(zhuǎn)輪先對(duì)有機(jī)廢氣吸附搜集、緊縮、進(jìn)步濃度，然后再把高濃度的廢氣分子從沸石轉(zhuǎn)輪中脫附出來，送入催化氧化爐（CO爐）中進(jìn)行無焰燃燒。到達(dá)對(duì)有機(jī)廢氣凈化的意圖。錦華環(huán)境沸石轉(zhuǎn)輪+RCO設(shè)備***要由廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)、催化燃燒系統(tǒng)、冷卻枯燥系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。
其間沸石轉(zhuǎn)輪作為一種將沸石吸附性材料制作成蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪設(shè)備，是用來對(duì)企業(yè)的廢氣進(jìn)行處理的關(guān)鍵設(shè)備，運(yùn)用沸石轉(zhuǎn)輪可以有用地將揮發(fā)性有機(jī)廢氣（即VOCs廢氣）進(jìn)行凈化，一起來看下可以完成VOCs超凈化的秘密武器吧。
石油化工、橡膠、印刷等職業(yè)排放的烷烴、芳香烴、醛類、酮類、酸類、酯類、醇類及氯代烴等揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）對(duì)自然環(huán)境和人體健康產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，引發(fā)了比如臭氧層損壞、光化學(xué)煙霧等一系列環(huán)境問題，VOCs的可控管理已成為社會(huì)廣泛重視的焦點(diǎn)，其處理辦法***要包含吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離法、等離子體分解法、催化氧化法、直接燃燒法及生物降解法等，其間吸附法和催化氧化法被認(rèn)為是比較有用的兩種辦法。
沸石轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)
VOCs分子的動(dòng)力學(xué)直徑遍及小于1nm，當(dāng)吸附劑的孔徑與VOCs分子動(dòng)力學(xué)直徑相匹配時(shí)，被吸附的有機(jī)分子才不簡(jiǎn)單逃離，常用的微孔吸附材料***要包含活性炭和沸石分子篩，活性炭具有較***的比外表積，性能較***，但其熱穩(wěn)定性較差，易燃燒，VOCs的脫附較困難，而沸石分子篩具有豐厚的微孔、較***的比外表積和***異的熱穩(wěn)定性，已被廣泛用于VOCs吸附***域。別的，沸石分子篩本身含有較多的酸位點(diǎn)，具有必定催化活性，非常合適作為催化劑載體材料。將沸石與活性組分復(fù)合制備沸石基負(fù)載型催化劑，用于VOCs的催化氧化處理，也是一種處理VOCs的重要辦法。近年來，***內(nèi)外對(duì)沸石分子篩的制備、性能及運(yùn)用進(jìn)行了很多研討，本文將具體總述不同沸石分子篩吸附去除及沸石基負(fù)載型催化劑催化氧化去除各類揮發(fā)性有機(jī)污染物的研討進(jìn)展，并展望未來研討方向。
沸石吸附劑的影響：
沸石分子篩對(duì)VOCs分子的吸附性能***要取決于內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)，不同沸石分子篩內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)不同，其吸附***性存在顯著差異。Brody等發(fā)現(xiàn)，與ZSM-5沸石和絲光沸石MOR比較，孔徑***且具有“超籠”結(jié)構(gòu)的FAU型沸石更簡(jiǎn)單吸附甲苯分子。Calero等經(jīng)過核算FAU、MFⅠ型沸石對(duì)丙烷、丁烷、丙烯及丁烯等小分子VOCs的吸附***性，證明“超籠”結(jié)構(gòu)有利于FAU型沸石對(duì)不同VOCs分子的吸附，其吸附總量更***。但孔徑更小的MFⅠ型沸石對(duì)這些小分子VOCs的吸附力更***，較低壓力下(<102Pa)，MF型沸石仍具有***異吸附***性。Ji等聞也證明MFI結(jié)構(gòu)ZSM-5沸石對(duì)小分子丙酮具有***異吸附效果。
Zhang等研討了不同多孔材料NaY、SBA-15、MCM-41及SiO2對(duì)甲苯的吸附性能，發(fā)現(xiàn)微孔含量對(duì)甲苯吸附影響較***，微孔含量多的NaY沸石對(duì)甲苯的吸附量***， Navarro課題組則證明Beta、ZSM-5及絲光沸石等三種微孔沸石對(duì)丙烯的吸附均為 langmuir吸附，但Beta的附量***。剖析標(biāo)明，一方面是因?yàn)槠淇讖礁?**，微孔體積和比外表積更***，另一方面是因?yàn)槠涔羌蹵1及平衡陽離子引起的外表酸度較高。
硅鋁比是沸石分子篩重要的參數(shù)，對(duì)沸石吸附性能影響較***，一般來講，跟著硅鋁比添加，沸石疏水性添加，有利于水汽環(huán)境中對(duì)有機(jī)分子的吸附8yu等使用水熱酸處理辦法制備了高硅鋁比(Si/Al=6.77)的改性13X沸石(M-13X)，發(fā)現(xiàn)M-13X疏水性增強(qiáng)，水汽條件下對(duì)甲苯的吸附量顯著進(jìn)步，當(dāng)空氣濕度為50%時(shí)M-13X的吸附量仍為45mgg。
盧晗鋒等也發(fā)現(xiàn)跟著高溫水熱脫鋁的進(jìn)行，沸石的疏水性進(jìn)步，分子篩外表可供有機(jī)分子吸附的有用位點(diǎn)增多。濕空氣情況下，高硅鋁比的超穩(wěn)Y分子篩(USY沸石對(duì)甲苯、苯、二甲苯、苯乙烯及乙酸乙酯等VOCs分子的吸附量更***ZSM-5沸石的硅鋁比規(guī)模更廣泛，黃海鳳等發(fā)現(xiàn)跟著SiAI比的添加，ZSM-5沸石分子篩的疏水性和對(duì)甲苯的吸附量相同得到進(jìn)步，ZSM-5與甲苯分子之間效果力增強(qiáng)，甲芣脫附溫度升高。此外，杜娟等研討了高硅鋁比的蜂窩狀ZSM-5分子篩對(duì)丙酮、丁酮的吸附性能，證明高硅鋁比ZSM-5具有***異的疏水性，環(huán)境濕度對(duì)其吸附性能影響不***，該蜂窩狀zSM5可用于高濕度條件下有機(jī)污染物的吸附凈化。
但干空氣條件下，不存在水分子對(duì)沸石分子篩有用吸附位點(diǎn)的影響，脫鋁處理或許導(dǎo)致沸石內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生崩塌、阻塞、變形，從而影響沸石對(duì)VOCs分子的吸附性能 Nigar等調(diào)查了干空氣情況下，不同硅鋁比Y沸石對(duì)己烷的吸附***性，證明低硅鋁比NaY、HY對(duì)己烷吸附量較高，而脫鋁處理的高硅鋁比沸石(DAY)對(duì)己烷吸附量低。
經(jīng)過平衡陽離子交流、摻雜對(duì)沸石進(jìn)行改性處理可調(diào)理沸石品體內(nèi)的電場(chǎng)、孔道結(jié)構(gòu)及外表物理化學(xué)性質(zhì)，從而影響沸石的吸附***性。scra等經(jīng)過研討Cs摻雜對(duì)MOR沸石吸附甲苯的影響，發(fā)現(xiàn)***部分Cs以Cs2O顆粒方式存在沸石外表，MOR沸石的部分孔道阻塞，比外表積和微孔體積削減，但Cs2O的堿性位點(diǎn)與C=C效果激烈，可顯著増強(qiáng)甲苯與沸石之間的吸附力，具有較低Cs摻雜量(2%)的 CsNaMOR對(duì)甲烷的吸附性能佳。Liu等研討了Pt對(duì)NaY沸石吸附乙醇的影響，如圖1所示，發(fā)現(xiàn)Pt團(tuán)簇可與乙醇分」構(gòu)成化學(xué)鍵增強(qiáng)NaY對(duì)乙醇的選擇性吸附。
沸石外表物理化學(xué)性質(zhì)（親水性、酸堿性等）對(duì)VOCs吸附性能也有必定的影響，Zhu等使用堿和氟化物對(duì)全硅Beta沸石外表改性，研討干、濕環(huán)境下改性沸石對(duì)不同VOCs分子的吸附性能，測(cè)驗(yàn)標(biāo)明孔體積***、外表疏水的沸石對(duì)不同VOCs分子吸附量更***，而水分子會(huì)顯著削弱不同Beta沸石的吸附性能，但疏水Beta-F的吸附性能受水汽影響較小，張媛媛等使用外表硅烷化改性法對(duì)NaY分子篩進(jìn)行了疏水改性，發(fā)現(xiàn)改性后NaY抗?jié)裥阅茱@著進(jìn)步，高濕度條件下（RH=80%），甲烷吸附量添加，三甲基氯硅烷(TMCS)改性的NaY沸石對(duì)甲苯的吸附量可添加78%沸石外表酸堿度相同影響不同OCs分子的吸附，Aziz等對(duì)比了不同ZSM5沸石分亍篩對(duì)芳香烴的吸附性能，發(fā)現(xiàn)HZSM-5沸石外表總酸度***，***別是 Bronsted酸位點(diǎn)含量多，對(duì)不同芳香烴的吸附性能佳。
Alejandro等則證明沸石外表Bronsted酸位點(diǎn)可與苯、甲苯及二甲苯等弱堿性芳香烴產(chǎn)生相互效果，一起 Lewis酸位點(diǎn)也可與這些弱堿性芳香烴生成 Lewis酸堿加合物。此外，Baur等發(fā)現(xiàn)經(jīng)水熱處理，NaX沸石外表 Lewis酸位點(diǎn)會(huì)向 Bronsted酸位點(diǎn)改變，構(gòu)成新的OH基團(tuán)，有利于丁二烯的吸附。
綜上所述，沸石分子篩對(duì)VOCs分子的吸附是多個(gè)影響要素一起效果的成果，孔道結(jié)構(gòu)、硅鋁比、平衡陽離子及外表***性等均影響沸石對(duì)有機(jī)分子的吸附。
