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VOC废气处理——活性炭与沸石转轮处理工艺对比分析.pdf

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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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