沸石轉輪吸（xī）附濃縮+催化燃燒
- 采用吸附分離法（fǎ）對低濃度（dù）、大風量（liàng）工業廢氣中的VOC進行分離濃縮，對濃縮後的高（gāo）濃度、小風（fēng）量的汙染空氣（qì）采用燃燒法進（jìn）行分解淨（jìng）化，通（tōng）稱（chēng）吸附（fù）分離濃縮+燃燒（shāo）分解（jiě）淨（jìng）化（huà）法。
1 技術介紹
其（qí）原（yuán）理是：采用吸附分離法對低濃度（dù）、大風量工業廢（fèi）氣中（zhōng）的VOC進行分離（lí）濃縮，對（duì）濃縮（suō）後的高濃度（dù）、小風量的汙（wū）染（rǎn）空氣采用燃燒法進行分解淨化，通稱吸附分離濃縮+燃燒分解淨化法（fǎ）。
具有蜂窩狀結構（gòu）的（de）吸（xī）附轉輪被安裝在分隔成吸附、再（zài）生（shēng）、冷卻三個區的殼體中，在調速馬達的驅動下以（yǐ）每小時3～8轉（zhuǎn）的速度緩慢回轉。吸附、再生、冷（lěng）卻三個區（qū）分別與（yǔ）處理空氣、冷卻空氣（qì）、再生空氣（qì）風道相連接。而且，為了防止各（gè）個區之間串風及吸附轉輪的圓周（zhōu）與殼體之間的空氣泄漏，各個區的分隔板與吸附轉（zhuǎn）輪之間、吸附轉輪的（de）圓周與殼體之間均裝有耐高溫、耐溶劑的氟橡膠密封材料。含有（yǒu）VOC的汙染空氣由（yóu）鼓風機送到（dào）吸附轉（zhuǎn）輪（lún）的（de）吸附區，汙染空氣在通過轉輪蜂窩狀（zhuàng）通道時，所含VOC成分被吸附劑所吸附，空氣得到淨化。隨著吸附（fù）轉輪的回轉，接近吸附飽和狀態的吸附轉輪進入到再生區（qū），在與高（gāo）溫再生空氣（qì）接觸的過程中，VOC被脫附下來進入到（dào）再生空氣中（zhōng），吸附轉輪得到再生。再生後的吸附轉輪經（jīng）過冷卻區冷卻（què）降（jiàng）溫後，返回到（dào）吸附區，完成吸附/脫附/冷卻的循環過程。由（yóu）於（yú）該過（guò）程再生空氣的風量一般（bān）僅為處理風量的1/10，再生過程（chéng）出口空氣（qì）中VOC濃度被濃（nóng）縮為處（chù）理空氣濃度的10倍。因此，該過程又被稱為VOC濃縮除去過程。
1.1 工藝及其流程圖
圖1 轉輪吸附（fù）濃縮-催化燃燒工藝流程圖
相關說明（míng）如下：
1號風機帶動含VOCs廢氣經過轉輪a區域（yù）（藍1線路），a區域為（wéi）吸附區，根（gēn）據不同的目標物可在（zài）轉輪中填充不同的吸附材料。吸附了VOCs的a區域（yù）隨（suí）轉（zhuǎn）輪轉（zhuǎn）動來到b區域（yù）進行脫附（紅2）。流經傳（chuán）熱1的高（gāo）溫氣流將吸附於轉輪上的（de）VOCs脫附下（xià）來，並經過傳熱2達（dá）到起燃溫度，隨後進入催化燃燒室進行（háng）催化（huà）氧化反應。由於（yú）轉輪脫附之後要又（yòu）要進行吸附，所以在脫附區（qū）域旁邊設冷卻區域（yù）c，以空氣進行冷卻（藍2），冷卻之後的溫空（kōng）氣經傳（chuán）熱1變成脫附（fù）用熱空氣。催化燃燒反應（yīng）之（zhī）後（hòu）的熱氣流（紅3）將部分熱量傳（chuán）遞給傳熱2、傳熱1後排至空氣。為了防（fáng）止催化燃燒室溫度過高，設置第三方冷卻線路（紫（zǐ）4）用於催（cuī）化燃燒室的緊急降溫。整個係統由2個監控（kòng）係統組成，PC1（綠點線（xiàn））負責監控（kòng）催化燃燒室、傳熱器的溫度（其內部設電輔熱（rè）裝置以（yǐ）平衡溫度（dù）波動），PC2（黃點線）負責風機（jī）控製（zhì），根據實際情況調節進氣流量。PC2屬於PC1的子級係統，當PC1監測到溫度波動超過允（yǔn）許範圍時立刻將信息傳遞給PC2，PC2將收到的信息轉成指令傳遞給各風機。
1.2轉輪吸附的影響因素
當吸附材料確實（shí）後，影響轉輪裝置吸附性能的主要因（yīn）素是轉輪運行參數和（hé）進氣（qì）參數。一定範圍內進氣負（fù）荷的（de）變（biàn）化可通過轉速、濃縮（suō）比、再生風溫度等轉輪運行參數調節，以（yǐ）維持預定（dìng）的性能；當處理高排放（fàng）濃度時，將入流速度降至1.5m/s，濃縮比降至8，轉速增至6.5r/h，再生風溫度升至220℃，係（xì）統去除效率可達90%以上；最佳轉速由（yóu）再生風熱容量與吸附劑熱容量平衡決定。
1.3 濃縮比
轉輪通過吸附-脫附以獲得低流量的濃（nóng）縮氣體，因此濃縮比（bǐ）是轉輪性能（néng）的一個（gè）重要指標，低濃縮比雖然可以保證高去除效（xiào）率，但增加再生（shēng）風量的同時也增加（jiā）了脫附能耗，而且濃縮氣體的濃度亦隨著（zhe）脫附風量的增（zēng）加而降低。因此，在確保係統設定的（de）去除（chú）率前（qián）提下，合理選擇濃縮比是至關重要的（de）。工程應用上，濃縮比應兼顧效率與（yǔ）能耗，對於高（gāo）濃度廢氣，可選（xuǎn）擇低濃縮比以確（què）保去除（chú）率；而對於低濃度廢氣，適當選（xuǎn）擇（zé）高濃縮比有利於係統整體能效（xiào）比提高。
1.3 轉輪轉（zhuǎn）速
吸（xī）附與脫附在轉輪運（yùn）行（háng）周期中是（shì）同步進（jìn）行的，兩者（zhě）互為（wéi）影響並共同決定轉（zhuǎn）輪
的去除效率，而轉速的大小意味著吸附和脫附（fù）時間長短。當轉速低於最佳轉速時，相應的（de）運行周期變長，其脫附區的再生充分，但（dàn）是其相對吸附能力（lì）箍著轉速的減小而減小（xiǎo），在溫度分布曲線上表（biǎo）現（xiàn）為吸附區的曲線下降明顯，這是（shì）由吸附（fù）放熱少引起的，反映了吸附率的降低。而當轉速（sù）大於最佳轉速時，溫度曲（qǔ）線表現為隻有脫附區前段少部分能被加熱到（dào）再生溫度，因此最佳轉速是（shì）脫附與吸附的最佳平衡。因此，最佳轉速本質上是（shì）吸（xī）附和脫附時間的控製，以實（shí）現轉輪去除率最大。實際應用時，因受多（duō）因素影響，轉輪轉速為配合其他參數變化可控製在一區間值。
1.4 再生風溫度
吸附劑的解析再（zài）生存在一個特征溫度(最低清洗（xǐ）溫度)，高於該溫度可以獲得（dé）更快的解析速率同（tóng）時消耗更小的脫附風量。
1.5進氣參數
1.5.1 進氣濕度（dù）
實際工程中，有機廢氣一般都含有水分，部（bù）分（fèn）相對濕度甚至達到80%。而水分可能與汙染物（wù）形成吸附競（jìng）爭，占據（jù）轉輪吸附空間而降低汙染物去除效率，因此抗濕性是衡量吸附性能的重要指標之一。
1.5.2 進氣流（liú）速
在一定條（tiáo）件下，最佳轉速（sù）與進氣流速成正比，當進氣（qì）流速提高時，轉速應相應的提高（gāo），如果轉速未根（gēn）據流速進行相應（yīng）的提高，運行（háng）值低於最佳轉速其相（xiàng）對吸（xī）附（fù）能力隨著轉速的減小而減小，在溫度（dù）分布曲線上表（biǎo）現為吸附區（qū）的曲線下降明顯，反映了吸附率的降低。因此對於高濃（nóng）度有機廢氣，控製低進氣流速是十分必要的，或（huò）可相應的提（tí）高轉速。
2、轉輪吸（xī）附濃縮（suō）+催化燃燒的關鍵點
吸附分離濃縮+燃（rán）燒分解淨化法的核心技術是高效吸附分離濃縮過程以及所采用的（de）具有蜂窩狀結構的吸附轉（zhuǎn）輪（lún）。
2.1 沸石型號選擇及性能研究
疏水性（xìng）沸石轉（zhuǎn）輪的研製。需要把加工成波紋形和平板（bǎn）形陶瓷纖維紙（zhǐ）用無機粘合劑（jì）粘接在一起後卷成（chéng）具有蜂（fēng）窩（wō）狀結構的轉輪，並將（jiāng）疏（shū）水性分子篩塗敷（fū）在（zài）蜂窩狀通道的表麵製成吸附轉輪，應用於工（gōng）業廢氣中VOC的淨化處理過程。
2.2 轉輪（lún）工（gōng）藝（yì）參數及結構優化
濃縮比——轉輪通過吸附-脫（tuō）附以獲得低流量的濃縮氣體，因此（cǐ）濃縮比（bǐ）是轉輪性能的一個重要指標，定義為進氣流量與再生風流量的比值。
轉輪（lún）轉速——吸附與（yǔ）脫附在轉輪（lún）運行周期中是同步進行的，兩者互為影響並共同決定轉輪（lún）的去除（chú）效率，而轉速的大小意味著吸附和脫附時間長短。
再生風溫（wēn）度——吸（xī）附劑的解析（xī）再生存在一個特征溫度(最（zuì）低清洗溫度（dù）)，高於該溫度（dù）可以（yǐ）獲得更快的解析速率同時消耗更小的脫附（fù）風量。
密封性（xìng）不佳是（shì）轉輪應用（yòng）上存在（zài）的竄風的問題，結構的密封是（shì）一（yī）個非常重要的控製點。
催化劑的（de）選（xuǎn）擇。性能良（liáng）好的催化劑應滿足下列基（jī）本要求: 1)具有（yǒu）優（yōu）良的低溫活性，並適（shì）應（yīng）較高空（kōng）速，因其直接關係到裝置的建設費用和運行費用；2)熱穩定性好，在廢氣濃度過高而（ér）產生大（dà）量反應熱的情況（kuàng）下，催化劑（jì）的溫度會急劇上升，此時催化劑應不發（fā）生顯（xiǎn）著的物理化學變化；3)具有一（yī）定的機（jī）械強度和較小的壓力降。
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