沸石转轮+催化燃烧技术原理

1. 转轮吸附简介

转轮吸附是由转轮除湿技术演化而来，后由来自瑞典的 Carl Munters 提出可以把吸附材料做 成蜂窝状，然后将转轮技术用于分离过程的想法 1986 年，瑞典 Munters 公司第1个将理论变为现实，将沸石制成蜂窝状置于转轮中，来实现有机废气中VOCs的净化1988 年，日本西部技研公司在 VOCs 净化工程中采用了蜂窝状沸石转轮，并获得成功沸石转轮技术已被大量用 于日本、美国、欧洲等国家低浓度大风量VOCs的治理中，而在我国的台湾地区也得到了很好的 应用 由于国外转轮技术发展较早 因此技术较为先进 总体来说沸石转轮的生产技术还掌在国外的企业手中。

2. 转轮常用吸附剂

吸附材料是转轮技术的核心，常用的有活性炭和沸石分子筛两种 活性炭有丰富的微孔，较 大的比表面积，吸附能力强，速度快，被广泛用于转轮技术中 活性炭作为吸附剂处理废气时， 其吸附容量大，成本低，但是其孔道易堵塞，并且活性炭本身具有 定的可燃性，在脱附时易着 火，会构成 定的安全隐患，不符合安全生产的要求，在实际的应用中会受到影响 沸石分子筛是一种具有特定骨架结构的结晶铝硅酸金属盐的水合物材料，化学通式为:Mx/m[(AI02)X•(Si02)y]•zH2O其中代表阳离子，表示其价态数，表示水合数， X是整数，改结构被活化后，里头的水分子会消失，剩下的成分就会自动形成笼形结构，孔径为-10Å沸石分子筛其选择吸附能力主要得力于规整的结构 沸石分子筛孔径排列规则，分布均匀，选择吸附性主要是因为不同沸石的孔径大小不同。

一般情况下，只有分子动力学 直径小于分子筛孔径的分子才会被分子筛吸附 不同类型的分子筛的骨架结构和孔径大小也存在较大的差异，而分子筛的骨架结构具有程度 范围内的可变性，因此一些分子动力学直径略大于孔径的分子也可以被其吸附，但是吸附速率和吸附容量会明显减小由于结构中具有阳离子，并且其骨架结构带负电荷，因此是分子筛自身带有极性沸石分子筛的阳离子会产生强正电场，以此来吸引极性分子的负极中心，或者可极化的 分子经沸石分子筛静电诱导后极化因此，沸石分子筛能够吸附极性较强或较易极化但动力学 径略大于其孔道尺寸的分子 由于分子筛具有特殊的孔道结构使其具有特殊的性能，于高温低压 的条件下也能够发挥其吸附能力 目前常被用来吸附的分子筛种类有13X，NaY，丝光沸石和ZSM-5

3. 沸石转轮原理介绍

研究得出:若是将加工好的波纹形以及平板形陶瓷纤维纸采用无机粘合的方式做成蜂窝状的转轮，然后再将具有吸水性的沸石涂抹在这个转轮的通道上，该转轮就成为了吸附性转轮，经过实验证明，该吸附性转轮对于VOCs 的净化处理十分有效。

沸石转轮浓缩区可分为处理区、再生区、冷却区三部分，浓缩转轮在各个区内连续运转 VOCs 有机废气通过前 过滤器过滤后，再通过浓缩转轮装 的处理区 在处理区 VOCs 被吸附 剂吸附去除，净化后的空气从浓缩转轮的处理区排出 吸附在浓缩转轮中的有机废气 VOCs ，在 再生区经热风处理而被脱附、浓缩到 -15 倍的程度 浓缩转轮在冷却区被冷却，经过冷却区的 空气，加热后作为再生空气使用，达到净化节能的效果

4. 催化燃烧过程

催化燃烧过程是在催化燃烧装置中进行的 有机废气先通过热交换器预热到200℃- 400℃ ,再进入燃烧室，通过催化剂床时，碳氢化合物的分子和混合气体中的氧分子分别被吸附在催化剂的表面而活化。由于表面吸附降低了反应的活化能，碳氢化合物与氧分子在较低的温度下迅速氧化，产生二氧化碳和水。

5. 沸石转轮浓缩催化燃烧技术的基本构思

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、小风量的污染空气采用燃烧法进行分解净化，通称吸附分离浓缩+燃烧分解净化法。具有蜂窝状结构的吸附转轮被安装在分隔成吸附、再生、冷却三个区的壳体中，在调速马达的驱动下以每小3-8转的速度缓慢回转吸附、再生、冷却三个区分别与处理空气、冷却空气、再生空气风道相连接。而且，为了防止各个区之间窜风及吸附转轮的圆周与壳体之间的空气泄漏，各个区的分隔板与吸附转轮之间、吸附转轮的圆周与壳体之间均装有耐高温、耐熔剂的氟橡胶密封材料。

6. 转轮吸附浓缩催化燃烧工艺流程

1号风机带动含 VOCs 废气经过转轮a区域，a区域为吸附区，根据不同的目标物可在转轮中填充不同的吸附材料。吸附了VOCs的a区域随转轮转动来到b区域进行脱附,并流经传热高温气流将吸附于转轮上的VOCs脱附下 ，并经过传热达到起燃温度，随后进入催化燃烧进行催化氧化反应。由于转轮脱附之后又要进行吸附，所以在脱附区域旁边设冷却区域 ，以空气进行冷却 ，冷却之后的温空气经传热1变成脱附用热空气 催化燃烧反应之后的热气流将部分传递给传热2、传热1后排至空气。

7. 转轮吸附浓缩一催化燃烧工艺特点

(1) 吸附区旁路内循环的建立。 当废气经过吸附区吸附后不达标，进入旁路内循环，再次进行吸附处理。此旁路内循环的基本思路为消灭现有污染再吸纳新的污染。

(2) 冷却风旁路建立。在工况十分复杂的情况下，VOCs浓度有可能陡然升高，此时将部分冷却风引人到吸附区以降低脱附风量，同时在传热2后补充新风，以维系进入催化反应器的风在预设范围以内此旁路的基本思想是以新风对高浓度 VOCs 进行稀释，因而从效果上看，此法也会延长治理时间