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沸石转轮的技术原理及设计要点

2023年09月14日 09:17:26      来源:山东本蓝环保设备科技有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:34

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沸石转轮的技术原理及设计要点
 
沸石转轮系统简介
该系统集成了吸附、脱附和浓缩燃烧三个操作单元,是目前较为完善的VOCs防控设备。但制造和运行维护成本偏高,不适合直接处理高沸点挥发性有机化合物。
更适合每分钟600立方米(CMM)以上高风量、VOCs总烃浓度在500-1000ppm之间的废气生产厂家。但如果废气中含有***量高沸点物质,则不适合单***直接使用该系统。高沸点VOCs虽然很容易吸附在沸石转轮上,但由于系统设计的安全考虑,高沸点VOCs的脱附温度不够,往往很难脱附,高沸点VOCs会在上面堆积,占据吸附位置,影响系统的整体效率。如果VOCs废气中含有***量高沸点物质,建议在系统前端安装冷凝器、活性炭格栅和除雾器,有效控制高沸点VOCs。
如果废气中含有高浓度的颗粒,必须在沸石转轮的前端安装颗粒处理装置,以避免这些颗粒沉积在沸石的蜂窝结构中。***简单的颗粒过滤装置是单层涂层,但它的过滤效果只对较***的颗粒较***,不能有效处理较小的颗粒,所以它适用于现有的没有空间的工厂,它对于沸石转轮的寿命延长还是有限的。但如果新建工厂能够预留空间,用于更有效的颗粒处理装置(如袋式除尘装置),沸石转轮的使用寿命可以得到有效延长。
如果无法确认是否有其他废气与VOCs废气混合或含有***量高沸点物质,建议采用沸石吸附浓缩系统进行控制:
(1)设置颗粒过滤设备。
(2)定期保养,用清水清洗。
能经受水洗过程的转轮,可以根据工厂处理的废气中高沸点VOCs的浓度,用清水清洗沸石吸附转轮。清洗时只需***别注意水质,如果含有***量的钙镁等离子体,可能会在沸石中生成碳酸盐或碳酸氢盐,堵塞沸石的蜂窝状孔隙;然而,水中的氯仿可能在沸石中占据吸附位置,阻碍了处理后废气中挥发性有机化合物的吸附性能。此外,水中含有的微量重金属物质也会毒害沸石,随着清洗次数和水质水量的不同,会产生不同的影响。为了克服沸石吸附转轮的蜂窝通道及其结构,一般清洗水无法渗透到转轮中,一些研究采用了以下清洗程序。
用高压喷嘴将清洗水形成细雾滴,以系统冷却端的洁净空气为载流。***先将细雾状的清水带入沸石通道进行反冲洗过程,然后从另一侧的吸附端吸入清洁空气汇聚。除了把附着在沸石上的水蒸气作为二次清洗外,还可以完成沸石干燥过程。因此,两级清洗转轮的用水量可以是以前传统方式的20%-30%,可以******提高,故可在成本考量下顺利、有效进行沸石转轮之清洗。
(3)提高操作过程中的脱附热容。
除了在系统前增加预处理系统,定期执行水洗维护程序外,还可以通过提高脱附热容的日常运行参数来改善高沸点VOCs对系统的影响。实施方法可以通过提高再生温度和再生风量来实现。
系统运行时,整个沸石吸附区都有足够的热容量,这样离再生端很远的地方仍然有足够的热量来脱附吸附在其上的高沸点挥发性有机化合物,从而减少其积累聚合并占据吸附位置影响效率。
二、沸石转轮系统的组成
沸石吸附-浓缩旋转燃烧系统采用吸附-脱附-浓缩燃烧三种连续工艺,其设备***点适用于处理高流速、低污染物浓度、多物种的VOCs废气。主要用于接近周边温度排放相对较薄污染物的行业,典型应用为影印、镀膜工艺、半导体工厂等相关行业。
沸石吸附转轮是一个中心轴承和一个围绕轴承支撑旋转体的支撑圆形框架,旋转体由沸石吸附介质和陶瓷纤维制成。转轮包括垫圈,用于分别处理废气和处理后释放清洁气体,垫圈由软材料(通常为硅)制成,可承受VOCS腐蚀和高工作温度。垫圈将蜂窝沸石吸附转轮组件分成基本吸附区和再生区;。脱附区),但是为了提高转轮的吸附能力,通常在前两个间隔中添加冷却区或吹扫区。一般吸附区较***,脱附区和冷却区是面积相等的两个较小的处理侧。有时可以根据***殊需要分为更多系列区域;吸附轮由一套电动驱动设备用来转动轮子,因此轮子可以变速,并可以控制每小时转动2-6转的能力。
工厂排放的VOCS废气进入系统后,***级经过由疏水性沸石组成的转轮,VOCS污染物***先吸附在转轮上;***二阶段的脱附程序是将经过冷却区处理的废气(约180-250℃)引入转轮,在高温下脱附有机物,废气经与后端燃烧系统换热后预热。此时,出水污染物的浓度可控制在进水废气的5-20倍左右,脱附后的有机物可在700℃以上燃烧或在***三阶段冷凝回收,可减少后续废气处理装置的规模、运行费用和设备。
沸石转轮的处理单元如下:
(1)沸石转轮的主体由一些***定的固体基底组成,基底涂有一层吸附粉末,基底由陶瓷、玻璃或活性炭纤维烧结而成。其中,陶瓷纤维因其耐高温、热稳定性高、耐洗、不燃、耐酸碱而得到***广泛的应用。吸附剂的类型取决于要处理的气体成分,通常可以使用活性炭和沸石。转轮厚度一般为25cm-45cm。
(2)沸石转轮的基体是涂有一层吸附剂的陶瓷纤维,通常是活性炭或疏水性沸石,制成蜂窝状的圆形轮,然后分成两个区域,即吸附处理区和再生脱附区。但为了提高转轮的吸附能力,有时会在两个区域之间多设计一个冷却区域,通常吸附区域较***,脱附区域和冷却区域是两个面积相等的较小的处理区域。
(3)热回收设备:燃烧或氧化VOCs后的洁净空气温度高达500-700℃,这部分空气的热能通过换热器回收。同时,清洁空气的温度降低,然后被引导到转轮的脱附区进行脱附;如果温度太高,转轮可能会燃烧,所以进入转轮的温度不要太高。一般会设置两级热回收设备,并增加鼓风机引入新鲜空气与燃烧空气混合,从而将脱附温度控制在180-220℃范围内。为了处理VOCs废气,除了沸石吸附浓缩旋转燃烧系统外,还可以在工艺端安装冷凝器,如光刻胶涂布机或光刻胶去除工艺废气出口端,提前处理高沸点VOCs(如MEA、BDG、DMSO)。
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