1、簡介
國外早在20世紀(jì)70年代就開始了沸石轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)的開發(fā)，國內(nèi)最近幾年才致力于該技術(shù)的研究。沸石轉(zhuǎn)輪是由無機(jī)陶瓷纖維做成蜂巢狀的設(shè)備，在蜂巢結(jié)構(gòu)的內(nèi)部充滿了疏水性沸石吸附材料，無機(jī)化學(xué)材料可抵抗高溫，化學(xué)性質(zhì)不活躍，不可燃，且可以耐強(qiáng)酸。
轉(zhuǎn)輪被安裝在分割成吸附、再生、冷卻三個區(qū)的殼體內(nèi)，通過調(diào)速馬達(dá)帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)。吸附、再生、冷卻三個區(qū)分別與處理廢氣、再生空氣、冷卻空氣風(fēng)管相連接。為了防止串風(fēng)，各個區(qū)的分隔板與吸附轉(zhuǎn)輪之間，吸附轉(zhuǎn)輪的圓周與殼體之間裝填耐高溫、耐溶劑的密封材料。
轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)內(nèi)沸石及其它材料都是惰性物質(zhì)，不可燃，可耐600℃高溫。為確保系統(tǒng)安全，在吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū)各進(jìn)出口設(shè)有溫度在線監(jiān)測儀器，一旦超過設(shè)定溫度，啟動保護(hù)系統(tǒng)。此外，吸附區(qū)、脫附區(qū)設(shè)有差壓表，用以判斷沸石是否阻塞。
沸石轉(zhuǎn)輪
沸石轉(zhuǎn)輪
2、工藝原理
沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮系統(tǒng)利用吸附-脫附濃縮-冷卻這一連續(xù)性過程，對VOCs廢氣進(jìn)行吸附濃縮。其基本原理如下：
沸石轉(zhuǎn)輪分為吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)三個功能區(qū)域，沸石轉(zhuǎn)輪在各個功能區(qū)域內(nèi)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
廢氣通過前置的過濾器后，送至沸石轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)。在吸附區(qū)有機(jī)廢氣中VOCs被分子篩吸附除去，有機(jī)廢氣被凈化后從沸石轉(zhuǎn)輪處理區(qū)排出。
吸附在沸石轉(zhuǎn)輪中的VOCs，在脫附區(qū)經(jīng)過約200℃小風(fēng)量的熱風(fēng)處理而被脫附、濃縮，濃縮倍數(shù)一般為5~20倍。
再生后的沸石轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)被冷卻。經(jīng)過冷卻區(qū)的空氣，在經(jīng)過加熱后作為再生空氣使用，達(dá)到節(jié)能的效果。
3、沸石轉(zhuǎn)輪優(yōu)勢
相較于傳統(tǒng)活性炭吸附劑，疏水性沸石具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）不具可燃性：沸石為無機(jī)化合物二氧化硅等所組成，不會在吸附過程中發(fā)生著火災(zāi)事故；
（2）可處理不同種類的溶劑，包括高沸點(diǎn)物質(zhì)；
（3）可處理各濃度范圍內(nèi)的VOCs 組分；
（4）不會引發(fā)溶劑聚合或反應(yīng)：疏水性沸石含有的金屬雜質(zhì)相當(dāng)少，不會使一些高反應(yīng)溶劑發(fā)生氧化或聚合反應(yīng)。
4、沸石轉(zhuǎn)輪制作
沸石轉(zhuǎn)輪制作程序如圖4.1所示：首先，陶瓷纖維紙（Ceramic fiber）經(jīng)加上粘著劑（Binder）等后透過特殊控溫成型滾輪模具加以成形（Corrugation）為蜂巢狀（Honeycomb）半成品，此時若成型為轉(zhuǎn)輪（Rotor）型式，則將成形蜂巢狀陶瓷纖維滾成圓盤狀（Rotor disc type），若欲成型為長方塊狀（Block type），則將其依次堆疊成型為長方塊狀即可；接著加以400-500℃之高溫?zé)Y(jié)數(shù)小時，此時半成品中有機(jī)物幾乎逸散而僅剩陶瓷纖維無機(jī)基材，燒結(jié)后陶瓷纖維無機(jī)基材加以含浸吸附劑粉末，并加以70-250℃烘干即可完成。
圖4.2所示粉末狀疏水性沸石吸附劑，其中左側(cè)疏水性沸石吸附劑，Si/Al比值較高，適于無極性或弱極性有機(jī)物的吸附；右側(cè)疏水性沸石吸附劑，Si/Al比值較低，適于極性有機(jī)物的吸附。
圖4.1 沸石轉(zhuǎn)輪制作程序示意圖
圖4.2 疏水性沸石分子篩
5、沸石轉(zhuǎn)輪組合其他工藝
沸石轉(zhuǎn)輪只是在保證達(dá)標(biāo)排放的前提上，完成了由大風(fēng)量低濃度有機(jī)廢氣向小風(fēng)量高濃度有機(jī)廢氣的轉(zhuǎn)換，最終末端治理依靠氧化燃燒完成或銜接冷凝吸附回收工藝。
（1）沸石轉(zhuǎn)輪+TO
直接燃燒（TO）
燃燒溫度＞750℃，高溫停留時間＞1s，效率99%左右。后跟高效板式換熱器，熱平衡需要VOCs濃度＞6g/m3（指烴類濃度，如是醇、酯類VOCs濃度需＞9g/m3）。
（2）沸石轉(zhuǎn)輪+CO
催化燃燒（CO）
燃燒溫度250℃~450℃；催化劑一般采用鉑、鈀等；貴金屬催化劑，效率可達(dá)98%；后跟高效板式換熱器，熱平衡需要VOCs濃度＞4g/m3（指烴類濃度，如是醇、酯類VOCs濃度需＞6g/m3）。
（3）沸石轉(zhuǎn)輪+RTO
蓄熱燃燒（RTO）
燃燒溫度＞750℃，高溫，停留時間＞1S；蓄熱陶瓷的熱效率＞95%，熱平衡需要VOCs濃度＞1.5g/m3（指烴類濃度，如是醇、酯類VOCs濃度需＞2.5g/m3）。
（4）沸石轉(zhuǎn)輪+RCO
蓄熱催化燃燒（RCO）
燃燒溫度250℃~450℃；催化劑一般采用鉑、鈀等；貴金屬催化劑，效率可達(dá)98%，蓄熱陶瓷的熱效率＞95%，熱平衡需要VOCs濃度＞0.5g/m3（指烴類濃度，如是醇、酯類VOCs濃度需＞0.8g/m3）。
6、沸石轉(zhuǎn)輪處理范圍
（1）通常沸點(diǎn)在40-200℃的常見揮發(fā)性有機(jī)溶劑組分，基本都適用。
（2）分子鏈特短的一類物質(zhì)，要么幾乎無吸附效果，要么吸附效果較差，典型代表甲醛沒有吸附作用，甲醇、部分硫醇、硫醚吸附效果較差。
（3）二硫化碳、硫化氫之類沒有作用。
（4）易聚合的烯烴炔烴組分慎用，脫附時容易聚合堵塞，如苯乙烯、涂裝行業(yè)UV漆的聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等等。
7、沸石轉(zhuǎn)輪的保護(hù)-預(yù)處理
除酸堿用洗滌塔；
除塵、除漆霧 濕式用洗滌塔、旋流板塔；干式用三至四級物理過濾，G4-F5-F7-F9；
降溫用混低溫風(fēng)；冷卻塔+換熱器；
除濕用除霧器；混高溫風(fēng)；降溫除濕；
除高沸物用活性炭吸附。
8、沸石轉(zhuǎn)輪的行業(yè)應(yīng)用
9、濃度范圍對比
10、案例
某噴涂企業(yè)沸石轉(zhuǎn)輪+RTO案例
某印刷企業(yè)沸石轉(zhuǎn)輪+CO案例
