沸石转轮吸附催化燃烧废气处理新技术
目前经常出现雾霾天气，影响环境中的空气质量。挥发性有机物是污染环境质量的重要因素。挥发性有机化合物种类繁多，成分复杂，性质各异。在许多情况下，难以满足处理要求，并且采用净化技术不经济。VOCs是成分多样、特性各异的混合气体，主要包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、氯仿、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰基甲苯酯等。正常情况下，原有的单一废气处理模式无法满足处理要求。VOCs的产生大致可分为工业企业排放、汽车尾气排放、油品挥发、溶剂使用源、燃烧源等，因为VOCs可直接或间接危害人体健康，且污染范围不仅在排放场所附近，还可通过气流运动传播到一个城市和地区。为了保护大气环境，给我们带来健康的生活，控制挥发性有机化合物的排放非常重要。国家也意识到控制VOCs的重要性，并相应出台了一系列环保政策。控制VOCs废气的特殊技术应运而生，其中沸石转轮吸附浓缩+热风脱附催化氧化技术是将多种废气同时与催化燃烧相结合的新技术。
蜂窝转轮吸附+催化燃烧处理技术是日本于20世纪70年代发明的一种有机废气处理系统。吸附装置是由分子筛、活性炭纤维或含碳材料制成的瓦楞纸板组成的蜂窝转轮。吸附气流和脱附气流的流向相反，两个过程同时进行。这一制度是20世纪80年代初在中国引进和复制的。但由于吸附元件(蜂窝转轮)与关键部件技术上不相关，吸附脱附中的空气窜漏问题还没有得到根本解决，设备不稳定，国内使用较少，尚未推广。
针对现有各种低浓度大风量VOCs处理方法存在的设备投资大、运行成本高、去除效率低等问题，国内企业开发了一种高效、安全的低VCOs浓度大风量工业废气处理工艺。该方法的基本思路是采用吸附分离法对低浓度、大风量工业废气中的VOCs进行分离浓缩，对浓缩后的高浓度、小风量污染空气采用燃烧法进行分解净化，统称为吸附分离浓缩+燃烧分解净化法。蜂窝结构的吸附转轮安装在分为吸附、再生和冷却三个壳体内，由调速电机驱动，以每小时3~8转的速度缓慢转轮。吸附、再生和冷却区分别与处理空气、冷却空气和再生空气导管相连。此外，为了防止吸附轮圆周与外壳之间漏气，在隔板与吸附轮之间以及吸附轮圆周与外壳之间安装了耐高温、耐溶剂的氟橡胶密封材料。含有挥发性有机化合物的污染空气由鼓风机送到吸附轮的吸附区。当污染空气通过车轮蜂窝通道时，VOCs被吸附剂吸附，空气得到净化。随着吸附轮的转动，接近吸附饱和状态的吸附轮进入再生区。在与高温再生空气接触的过程中，挥发性有机化合物被脱附并进入再生空气，吸附轮被再生。再生后的吸附转轮经冷却区冷却后返回吸附区，完成吸附/脱附/冷却的循环过程。该工艺再生空气的风量一般仅为处理后风量的1/10，再生工艺出口空气中的VOCs浓度浓缩至处理后空气中的10倍，因此该工艺也称为VOCS浓缩去除工艺。
1号风机带动含有VOCs的废气通过转轮的A区，即吸附区。根据不同的日常标准，跑步巾中可以填充不同的吸附材料。a区吸附的VOCs随着转轮的转动到达b区进行脱附。吸附在转轮上的VOCs被流经传热1的高温气流脱附，通过传热2达到起燃温度，然后进入催化燃烧空间进行催化氧化反应。由于转轮在脱附后需要吸附，在脱附区旁边设置冷却区C，用空气冷却，冷却后的暖风通过传热1变成脱附用的热风。在催化燃烧反应之后，热气流将部分热量传递给传热装置2，传热装置1被排放到空气中。为了防止催化燃烧室的温度过高，提供了第三方冷却回路用于催化燃烧室的紧急冷却。整个系统由两个监控系统组成，PC1负责监控催化燃烧室和换热器的温度(内部设置电动辅助加热装置，平衡温度波动)，PC2负责控制风机，根据实际情况调节进气流量。PC2属于PC1的子级系统。当PC1监测到温度波动超过允许范围时，它会立即将信息传输到pc2，pc2会将接收到的信息转换为指令，并将其传输到每个风机。
(1)在吸附区建立旁路内循环。废气在吸附区吸附后不达标时，会在旁路炉内循环，再次被吸附。旁路炉循环的基本思路是消除现有污染，吸收新污染。(2)建立冷支撑炉。在复杂的工作条件下，VCo的浓度可能会突然增加。此时，一些冷却空气被引入吸附区以减少脱附空气量，并且在传热2之后补充新鲜空气以将进入催化反应器的空气量保持在预设范围内。这种旁路炉的基本思路是用新鲜空气稀释高浓度的VOCS，所以从效果来看，这种方法也会延长处理时间。(3)与传统工艺相比，整个系统采用引风机设计，便于侧炉的调节和控制。催化燃烧装置冷却风机拆除，治标不治本，改为控制转轮内VOCs浓度。(4)催化燃烧室取消电辅助加热系统，通过传热将燃烧室温度稳定在500℃~600℃范围内。(5)如果转轮转速容易调节，可以在2的条件下适当提高转轮转速，降低转轮单位面积单位时间内吸附的VOCs量，从而保证系统的安全性。
转轮吸附+催化燃烧在处理大风量、高浓度的VOCs时，可以基本净化所有含VOCs的废气，还可以自调节处理后废气中VOCs组成和浓度的变化和波动，在适当的废气浓度条件下，无需添加辅助燃料即可实现自加热运行。
随着国家和公民环保意识的不断增强，对环境保护的治理要求也会越来越高；与此同时，转轮和催化燃烧技术日益完善，未来将在更多行业得到应用，VOCs废气处理效果将更加有效。
