治理VOCs新工藝:沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+催化燃燒
VOCs的種類繁多、成分復(fù)雜、性質(zhì)各異,在很多情況下采用一種凈化技術(shù)往往難以達到治理要求,且不經(jīng)濟。利用不同單元治理技術(shù)的優(yōu)勢,采用組合治理工藝,不僅可滿足排放要求,而且可降低凈化設(shè)備的運行費用。因此,在有機廢氣治理中,采用兩種或多種凈化技術(shù)的組合工藝得到了迅速發(fā)展。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)就是針對低濃度VOCs的治理而發(fā)展起來的一種新技術(shù),與催化燃燒或高溫焚燒進行組合,形成了沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+催化燃燒工藝。
一、沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+催化燃燒工藝
1、工藝技術(shù)概況
該工藝采用吸附分離法對低濃度、大風(fēng)量工業(yè)廢氣中的VOCs進行分離濃縮,對濃縮后的高濃度、小風(fēng)量的污染空氣采用燃燒法進行分解凈化,通稱吸附分離濃縮+燃燒分解浄化法。具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的吸附轉(zhuǎn)輪被安裝在分隔成吸附、再生、冷卻三個區(qū);含有VOCs的污染空氣由鼓風(fēng)機送到吸附轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū),污染空氣在通過轉(zhuǎn)輪蜂窩狀通道時,所含VOC成分被吸附劑所吸附,空氣得到凈化。隨著吸附轉(zhuǎn)輪的回轉(zhuǎn),接近吸附飽和狀態(tài)的吸附轉(zhuǎn)輪進入到再生區(qū),在與高溫再生空氣接觸的過程中,VOC被脫附下來進入到再生空氣中,吸附轉(zhuǎn)輪得到再生。再生后的吸附轉(zhuǎn)輪經(jīng)過冷卻區(qū)冷卻降溫后,返回到吸附區(qū),完成吸附附冷卻的循環(huán)過程;該過程又被稱為VOCs濃縮除去過程,沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+催化燃燒工藝流程見下圖。
二、沸石轉(zhuǎn)輪吸附的影響因素 1.濃縮比 轉(zhuǎn)輪通過吸附-脫附以獲得低流量的濃縮氣體,因此濃縮比是轉(zhuǎn)輪性能的一個重要指標(biāo),定義為進氣流量與再生風(fēng)流量的比值,低濃縮比雖然可以保證高去除效率,但増加再生風(fēng)量的可時也増加了脫附能耗,而且濃縮氣體的濃度亦隨著脫附風(fēng)量的增加而降低。因此,在確保系統(tǒng)設(shè)定的去除率前提下,合理選擇濃縮比至關(guān)重要。 2.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速 吸附與脫附在轉(zhuǎn)輪運行周期中是同步進行的,兩者互為影響并共同決定轉(zhuǎn)輪的去除效率,而轉(zhuǎn)速的大小意味著床吸附和脫附時間長短。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)速時,相應(yīng)的運行周期變長,其脫附區(qū)的再生充分,但是其相對吸附能力隨著轉(zhuǎn)速的減小而減小。 3.再生風(fēng)溫度 吸附劑的解析再生存在一個特征溫度(清洗溫度),高于該溫度可以獲得更快的解析速率,同時消耗更小的脫附風(fēng)量。 4.進氣參數(shù) 進氣濕度,實際工程中,有機廢氣一般都含有水分,部分相對濕度甚至達到80%。而水分可能與污染物形成吸附競爭,占據(jù)轉(zhuǎn)輪吸附空間而降低污染物去除效率,因此抗?jié)裥允呛饬课叫阅艿闹匾笜?biāo)之一。 5.進氣流速 在一定條件下,轉(zhuǎn)速與進氣流速成正比,當(dāng)進氣流速提高時,轉(zhuǎn)速應(yīng)相應(yīng)提高,如果轉(zhuǎn)速未根據(jù)流速進行相應(yīng)提高,運行值低于轉(zhuǎn)速其相對吸附能力,進氣流速隨著轉(zhuǎn)速的減小而減小。 四、沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+催化燃燒工藝的關(guān)鍵點 1.沸石型號的選擇及性能研究 疏水性沸石轉(zhuǎn)輪的研制,需要把其加工成波紋形和平板形陶瓷纖維紙用無機黏合劑黏接在一起后卷成具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪,并將疏水性分子篩涂敷在蜂窩狀通道的表面制成吸附轉(zhuǎn)輪,應(yīng)用于工業(yè)廢氣中VOCs的凈化處理過程。 2.轉(zhuǎn)輪工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化 濃縮比:轉(zhuǎn)輪通過吸附-脫附以獲得低流量的濃縮氣體,因此濃縮比是轉(zhuǎn)輪性能的一個重要指標(biāo),定義為進氣流量與再生風(fēng)流量的比值。轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速:吸附與脫附在轉(zhuǎn)輪運行周期中是同步進行的,兩者互相影響并共同決定轉(zhuǎn)輪的去除效率,而轉(zhuǎn)速的大小意味著吸附和脫附時間長短。再生風(fēng)溫度:吸附劑的解析再生存在一個特征溫度(清洗溫度),高于該溫度可以獲得更快的解析速率同時消耗更小的脫附風(fēng)量。此外,催化劑也是一個重要的因素,選擇具有優(yōu)良的低溫活性,并適應(yīng)較高空速的催化劑,直接關(guān)系到裝置的建設(shè)費用和運行費用。 隨著新型吸附劑的開發(fā)及沸石轉(zhuǎn)輪制作技術(shù)、密封技術(shù)的提高,沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+催化燃燒工藝技術(shù)將會在更大范圍、更多的行業(yè)得到應(yīng)用。