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沸石转轮吸附技术的研究

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沸石转轮吸附技术的研究

发布日期:2019-08-29 作者: 点击:

VOCs(挥发性有机化合物)来源广泛,对人体和环境的危害大。随着我国新环保法规的颁布,对VOCs有机废气的排放限制要求也日趋严格,治理VOCs污染正在全面展开,VOCs污染治理技术也在不断提升,其中“转轮浓缩-催化燃烧”工艺以技术优势得到了业主的青睐。国内目前采用的转轮技术和设备绝大部分是从日本进口或采用日本技术生产的,在国内运行情况良好,主要是处理VOCs的能力较强,在处理复杂成分的VOCs中表现出优越的性能,已成为治理VOCs污染的主力设备之一。


1转轮技术存在的问题

与普通的固定床吸附器相比,沸石转轮(简称转轮)的优势是占地面积较小,尤其是筒式转轮,由于其将废气的预处理、吸脱附、催化燃烧几道工序组合在一起,成为一套废气处沸石浓缩转轮生产理的集成装置,因而更具优越性。但转轮并不是在任何情况下都可以采用。在采用转轮处理VOCs时,要从技术原理上对转轮进行分析,这样才能正确选择和使用转轮。


从吸附的原理上看,转轮仍然是遵从经典的吸附理论。因此,转轮的运行程序仍然是吸附-脱附(zai生)-冷却-再吸附。


但转轮并不是对所有的气体都能处理。


对一些不易处理的废气,如易聚合的烯烃炔烃组分(脱附时容易聚合堵塞)、苯乙烯、涂装行业UV漆的聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等,照样无能为力。


为此,转轮生产厂家在设计时都会要求用户提供废气的成分和浓度,转轮生产厂家只有拿到这些数据后才能进行设计。


据日本东洋纺,设计处理装置的基础就是根据废气中各成分的分子动力学直径,来选择沸石分子筛的,然后再把适合废气成分的分子筛按比例搭配,制成转轮的吸附层,这样,转轮就能准确地进行废气处理,达到用户的要求。


但厂家的供货周期都较长,这实际上也是一个制造加工精细化的问题。


“转轮对废气能浓缩20~40倍”,但只是个概念问题。如果废气浓度本来就很低,不要说浓缩到40倍,就是50倍60倍都是有可能的。如果废气浓度高,比如1000mg/m3,那恐怕连10倍的浓缩比也达不到。实际上因此,转轮对废气的浓缩能力与自身的吸附容量有关。


“采用转轮技术较易达标排放,而采用普通的吸附装置,就很难做到达标。”其实是因为没从吸附原理上去分析。任何一种吸附装置都有吸附周期的问题,也就是说,任何一个吸附装置都有破点的问题,如果吸附操作中在即将达到破点时才切换,当运行不稳定时,就很容易超标;但是如果在距离破点还有较长的时间就提前切换,就不会超标。所以,一般转轮设定的吸附时间都会比达到破点的时间要短得多,因而很容易做到达标排放。


“转轮可以采用高风速,处理能力大”,此说法也是概念问题。因为吸附的速度很高,可以接近化学反应的速度(约10-8s),所以,只要吸附质与吸附剂一接触,瞬间就会被吸附。因此,当废气浓度非常低时,废气在吸附层中停留很短的时间,就会完成吸附。因此,有观点认为:废气通过床层的风速是由它的停留时间决定的,对浓度较稀的废气,可以采用较大的风速。


设计人员在设计转轮风速时,肯定要根据气体的浓度进行选择。由于采用转轮处理的废气浓度一般都较低,所以可以采用较大的风速。但转轮的风速不是随意提升的,也要考虑阻力问题。因此,转轮的吸附层厚度大也不会超过500mm。

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