沸石转轮技术原理及设计关键
一、沸石转轮系统简介
该系统系结合吸附、脱附及浓缩燃化三项操作单元为一体,是现在供给防治VOCs之较完善设备,但造价及操作保护本钱偏高,并不适用于直接处理高沸点挥发性有机物是其约束地点。
较合适每分钟600立方公尺(CMM)高风量以上、VOCs之总碳氢化合物浓度介于500-1000ppm之废气***性厂家运用。但若废气中含有较多量之高沸点物质,则并不合适***自、直接运用此系统处理之。高沸点VOCs虽简略吸附于沸石转轮上,但由于系统设计之安全考量,使得脱附高沸点VOCs温度缺乏,所以往往构成脱附不易,且高沸点VOCs将积蓄其上、占有吸附方位,影响系统全体效能。若VOCs废气中含有较多量之高沸点物质,欲运用沸石吸附浓缩系统操控,主张于进入系统前端加装冷凝器、活性碳网栅及除雾器等设备,如此将可有用处理高沸点VOCs。
而若是废气中含有高浓度之颗粒,则有必要以微粒处理设备设置于沸石转轮之前端,以防止这些颗粒于沸石之蜂巢结构中堆积,其间***简略的微粒过滤设备为单层涂布,但其仅针对较***颗粒之过滤效果较佳,无法有用处理较小粒径之颗粒,因而适用于既设、无空间之工厂,其对沸石转轮之寿数延伸仍然有限。而拟新设置之工厂,若能预留空间给较有用之微粒处理设备(如袋式集尘设备),方可使沸石转轮之寿数有用延伸之。
若无法承认VOCs废气中是否有其他废气混入或含有较多量之高沸点物质,欲运用沸石吸附浓缩系统操控,主张:
(1)设置颗粒物过滤设备。
(2)定时以清洁水保养清洗。
能接受水洗程序处理之转轮,可依厂内所处理之废气所含高沸点VOCs物质浓度情况,当令以洁清水清洗沸石吸附转轮。。唯清洗时须***别注意水质情况,若其间含有很多钙、镁等离子,将或许会在沸石内生成碳酸盐或碳酸氢盐,堵塞沸石之蜂巢状孔隙;而水中之氯仿或许占有沸石内吸附方位,阻止处理废气内所含VOCs之吸附功能,此外水中所含微量之重金属物质亦会毒化沸石,这将跟着清洗次数及水质水量情况而有不同之影响;为战胜沸石吸附转轮之蜂巢状孔道及其结构使得一般清洗水无法深化转轮内部,有研讨选用如下的清洗程序。
运用高压喷嘴将清洗水构成微细雾滴状,并以系统冷却端之洁净空气为载流,先将微细雾滴状之清水携入沸石孔道内实施逆洗程序后,再从另一边之吸附端吸入洁净空气汇流,除可将附着于沸石内部之水气携出视为***二道清洗外,亦可完结沸石枯燥之程序,如此两阶段之清洗转轮,其耗水量经计算可为以往传统办法之20%至30%,能***幅下降废水量,故可在本钱考量下顺畅、有用进行沸石转轮之清洗。
(3)于操作程序中进步脱附热容量。
除于系统前增设预处理系统、定时实施水洗保养程序外,亦可藉由进步脱附热容量之日常操作参数改进高沸点VOCs对系统所构成之影响,其实施之办法可运用进步再生温度及进步再生风量来达到。
系统操作工作时,即给予满足之热容量贯穿整个沸石吸附区,使距再生端较远处仍然有充分之热量将吸附其上之高沸点VOCs物质脱附下来,削减其发生积蓄聚合、占有吸附方位影响效能。
二、沸石转轮系统的组成
沸石吸附浓缩转轮燃化系统系运用吸附-脱附-浓缩燃化等三项接连程序,其设备***性合适处理高流量、低污染物浓度及含多物种之VOCs 废气,其主要运用于排放较淡薄且挨近周界温度之污染物工业,典型运用如影印、涂装制程及半导体工厂等相关工业。
沸石吸附转轮组合(Cassette)为一中心轴承与轴承周围之支撑圆形结构支撑着转体,转体由沸石吸附介质与陶瓷纤维制成。转轮上包括用以分隔处理废气及处理后释出洁净气体之密封垫,其原料为需能接受VOCS 腐蚀性及高操作温度之柔软资料制成(一般为硅)。密封垫将蜂巢状沸石吸附转轮组合阻隔成根本之吸附区(Adsorption zone) 及再生脱附区(Regenerationzone;desorption zone),但为进步转轮之吸附处理才能,则常见于前二区间加一阻隔冷却区(Cooling zone or Purge zone)。一般吸附区为较***,而脱附区及冷却区则为两个较小且面积持平之处理侧。有时为***别需求亦可分红更多串联区;而吸附转轮由一组电动驱动设备用以旋转转轮,故转轮处理时为可变速、且可操控每小时旋转2 至6 转之才能。
工厂所排放出之VOCS 废气进入系统后,***阶段系通过疏水性沸石所组成之转轮,VOCS 污染物质***先于转轮上进行吸附;***二阶段之脱附程序是由与后端燃化系统热交换后预热之经冷却区处理后废气(约180 至250 ℃),使其通入转轮内运用高温将有机物脱附下来,此刻出流污染物浓度***约可操控为入流废气之5 至20 倍左右,而脱附下来之有机物则可于***三阶段进行温度于700℃以上之燃化或进行冷凝收回再运用等程序,如此能够削减后续之废气处理单元尺寸、操作经费及设备初设费用。
沸石转轮之处理单元如下:
(1)沸石转轮的机体是由一些***定的固体基材涂布上一层吸附剂粉末组成,基材是以陶瓷或玻璃或活性碳纤维经烧结所做成,其间陶瓷纤维因具有耐高温、热稳定性高、可水洗、不行燃及耐酸碱的***性而***受广泛运用,吸附剂的品种则视欲处理的气体成分而有所不同,一般可选用活性炭、沸石等。转轮厚度一般为25cm-45cm。
(2)沸石转轮之基质为陶瓷纤维外表涂布一层吸附剂,一般为活性炭或疏水性沸石,制成蜂巢状圆形转轮,再分为两个区域,分别为吸附处理区及再生脱附区,但为进步转轮之吸附才能,有时会设计于两区之间多一个冷却区,一般吸附区较***,脱附区与冷却区为两个较小且面积持平之处理区域。
(3)热收回设备:将VOCs燃烧或氧化后之洁净空气其温度高达500-700℃,将此部分空气经由热交换器将热能加以收回,一起将洁净空气温度下降后将其导至转轮脱附区为转轮进行脱附效果;若温度太高则转轮或许发生燃烧,因而进入转轮之温度不行太高,一般会设置两段热收回设备并增设一鼓风机导入新鲜空气与燃烧后之空气混合,以操控脱附温度在180-220℃之范围内。为处理VOCs废气,除了沸石吸附浓缩转轮燃化系统外,并可在制程端如光阻涂布机台或去光阻制程废气出口端加装冷凝器,预先分流处理高沸点VOCs(如MEA、BDG、DMSO)。