活性炭、活性氧化铝及沸石分子筛是目前常用的吸附材料。
在国内,活性炭是常用的**废气吸附材料,但随着国内外针对吸附新材料的不断研究及探索, 针对VOCs 吸附的沸石分子筛逐步取代了活性炭,它具有吸附性强、不可燃及较大的吸附、脱附能力等特点,近几年在废气治理行业中得到认可并大量使用。
沸石分子筛转轮吸附浓缩
沸石是一种晶体结构的矿石,而我们用到的沸石分子筛就属于沸石的化合物。
沸石分子筛转轮分为三部分:吸附区、脱附区和冷却区,每个部分都是由耐热、耐溶剂的密封材料分隔开来。沸石转轮可以在各个功能区域内连续运转,同步进行吸附脱附冷却。
在工业VOCs 废气治理行业中, 将浓度低于1000 mg/m3 的**废气称为低浓度**废气。
对于低浓度**废气的治理, 活性炭+催化燃烧工艺得到广泛应用, 即采用活性炭将废气中的低含量VOCs 气体吸附净化,经一段时间的吸附累积后,再用高温来解析脱附,脱附出来的高浓度**废气用高温分解方式进行无害化处理。
沸石转轮处理效果的影响因素分析:
选定治理工艺后,一旦确定吸附材料,转轮的运行参数、进气参数,会影响吸附能力。国外学者研究称要想调整转轮的运行,可以改变浓缩比、转速、再生风温度等指标。结合相关研究成果,处理高浓度的 VOCs时,将浓缩比降低至8,转速提高至6.5r/h ,再生风温度控制在220℃,此时去除效率维持在90% 以上。以下具体分析转轮吸附的影响因素。
1、浓缩比
转轮经过吸附、脱附,可以得到低流量的浓缩气体,浓缩比就是进气流量、再生风流量的比值,使用 F 表示。低浓缩比能提高去除效率,但也会增加再生风量,脱附能耗。结合实践,浓缩比从15降低至6 ,出口浓度从4.7mg/m³,降低至1.5mg/m³ ,不利于后续燃烧。因此,在保证去除率的前提下,合理设置浓缩比,才能兼顾效率、能耗两个指标,提高系统的整体能效。
2、转轮转速
在转轮运行过程中,吸附、脱附是同时进行的,两个动作相互影响,并且决定了去除效率。从本质上来看,转速的大小,会改变吸附时间、脱附时间的长短。以转速为准,如果实际转速较低,其运行周期变长,虽然增强了脱附区的再生能力,但吸附能力会降低。原因在于吸附放热,导致吸附率降低。如果实际转速较高,脱附区前段可以加热到再生温度,后段则达不到再生温度,继而影响去除效果。设置转速,就是控制吸附时间、脱附时间,上提高去除率。
3、进气参数
进气参数包含多个指标,其中影响转轮吸附性能的主要有两个:一是进气温度:对 VOCs处理时,废气中常含有一定水分,相对湿度能达到80% 以上。这些水分的存在,会和污染物相互吸附,不仅占据了转轮的吸附空间,还会降低去除效率。因此,控制进气温度,可以提高转轮吸附能力;二是进气流速:一定条件下,转轮的转速和进气流速之间呈现正比关系。随着进气流速提高,转速也会提高;如果转速没有提高,实际转速就会低于转速,导致吸附能力降低。因此,需要处理高浓度的VOCs时,一般提高转轮的转速,或者降低进气流速,均能提高吸附效率;三是预处理效果,就喷漆工况的废气而言废气中会含有漆雾、水分、粉尘,如果预处理效果不理想会直接造成转轮的堵塞,影响沸石转轮的吸附效果,以及会影响沸石转轮的整体使用寿命。
4、再生风温度
沸石转轮的脱附效果与脱附温度有着直接的关系,沸点低于220℃的**物适合应用沸石转轮。不同 VOC 的沸点不同,例如石脑油的沸点是 20 ~ 160℃,三 164.7℃,对 138.3℃,邻 144.4℃,间 139.1℃,乙酸正丁酯 126.℃,正丁醇 117.2℃,2−丁氧基 171 ℃,乙酸乙酯 ℃。现场使用的油漆与清洗剂中**物的含量配比。
沸石转轮在工业领域,产生VOCs的企业众多,污染物的组成复杂,常见的化合物类型包括:烃类、脂类、醇类、酚类、胺类、醛类、腈类等。其中,苯、、和卤代烃的排放量大、毒性强。考虑到VOCs的组成和性质复杂,采用单一的治理技术效果不佳,联合治理工艺应运而生。
吸附在转轮上的VOCs,在脱附区经过约 200℃小风量的热风处理而被脱附、浓缩,浓缩倍数一般为5~25倍。浓缩倍数 n=吸附面积*吸附速度/脱附面积/脱附速度。
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