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VOCs废气处理——活性炭与沸石转轮处理工艺对比分析
作者:一气贯长空
01
沸石转轮及活性炭处理工艺
1、沸石转轮处理工艺
沸石转轮所具有的结构和特征与晶体相同,其表面结构为
固体骨架,内部的孔穴可以吸附分子,孔穴之间存在孔
道,孔道相互连接,分子在孔道中经过,由于孔穴的性质
洁净,所以分子筛的孔径分布相对均一。分子筛可以进行
选择性吸附,依据其晶体内部孔穴的大小对分子的吸附和
分子大小有关,吸附小分子,而较大分子会被排斥。
2、沸石转轮吸附浓缩原理
沸石转轮的处理区、脱附区、冷却区组成浓缩区,有3个
处理工序,分别为吸附、脱附、冷却,沸石转轮在各个区
内运转是连续的。VOC首先通过过滤装置,经过沸石转轮的
处理区被沸石转轮吸附剂吸附,最后净化后的气体会从沸
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石转轮的处理区间中排出。而有一部分的VOc吸附于沸石
转轮中,在再生区经热风处理后脱附、浓缩。沸石转轮在
冷却区被冷却,经过冷却区的空气,再经过加热后作为再
生空气使用,达到节能的效果。
3、沸石转轮吸附浓缩性能特点
1)浓缩比大:浓缩倍数最低5倍,最高可达到15倍,处理
设备的规格将会大大缩小,其优点是可以降低后续处理设
备建造及运行成本。
2)运行费用低:沸石转轮吸附VOC时会产生压差,压降
低,电力能耗会很大程度地降低。
3)操作简单,维护方便:沸石转轮整体系统先进,其设计
结构是采用预组及模块化设计,安装方便,其操控模式特
点为持续性及无人化。
4)吸、脱附效果好,废气处理效率高(95%以上):经过转
轮浓缩后的废气,满足国家排放标准。
5)运行安全稳定:沸石转轮的组成主要是无机氧化物,不
会燃烧,安全性高。
6)适用范围广:由于核心材料是分子筛,其具有惰性高的
特点,对于活性炭难处理的苯乙烯和环己酮等具有热聚合
性的V0c,也可以使用疏水性分子筛进行高效处理。表面上
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的路易斯中心极性很强,沸石中引力场很强,主要原因是
其中的笼或通道的尺寸较小。
因此,沸石转轮吸附质分子的吸附能力远超过其他类型的
吸附剂,即使在其吸附质的分压(或浓度)很低的情况下,
仍具有可观的吸附量。沸石转轮的吸附分离效果和吸附质
分子的3个特征有关,分别是尺寸、形状和极性,因此,
沸石转轮在尺寸相近的物质的分离上也可以使用。
4、活性炭处理工艺
活性炭是一种黑色多孔的同体炭质,其形成过程时由煤粉
碎后,经过成型或者用均匀的煤粒经炭化、活化生产,其
主要成分为碳,并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普
通活性炭的比表面积在500~l700㎡/g问。吸附性很
强,通常作为一种工业吸附剂使用。蜂窝活性炭的原材料
是优质煤,活性炭通过蜂窝模具压制,再经过高温活化烧
制而成。
5、活性炭吸附原理
大风量的有机废气在经过蜂窝状活性炭吸附床时,其中低
浓度的有机废气会被蜂窝状活性炭充分接触吸附、净化,
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经过小风量热气脱附后会再生后转换,但仍然是小风量、
高浓度的有机废气,但这种高浓度的有机废气可以燃烧,
系统在燃烧炉中氧化燃烧,燃烧后被氧化分解成二氧化
碳、水等无害气体。通过一系列物理化学反应,经换热器
加热,燃烧后的废热气会脱附再生,其中具有同收价值的
溶剂可以在浓缩后进行冷凝同收再次利用。
6、活性炭吸附浓缩特点
蜂窝活性炭的特点是吸附性能好、气流阻力小,吸附床气
流层的分布均匀稳定、压降小。须满足的要求一是吸附净
化,二是吸附装置必须小型化、阻力小,是使用中低压风
机就可以满足排风的要求,从而降低能量消耗和噪音的污
染。另外必须注意一点,活性炭脱附耐受温度低时,会导
致其脱附效率低,活性炭的使用寿命短,并且活性炭容易
燃烧,存在一定危险性。
7、活性炭吸附浓缩适应范围
活性炭吸附浓缩适用范围广,在涂装、包装印刷、涂布、
化工、电子、电池等行业均有使用。根据其吸附材料易燃
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的特点,存在风险,所以适用常规有机物,不适用于酮、
酯类等易氧化有机物。
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