沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)計(jì)算

沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)計(jì)算一、沸石轉(zhuǎn)輪如何設(shè)計(jì)計(jì)算沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)的吸附設(shè)備系以陶瓷纖維為基材做成蜂窩狀的大圓盤輪狀系統(tǒng)，輪子表面涂覆疏水性沸石作吸附劑。整個(gè)輪面分為吸附區(qū)、再生區(qū)和吹冷區(qū)三個(gè)區(qū)域，以齒輪帶動(dòng)。有機(jī)廢氣以風(fēng)機(jī)送入轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)，廢氣中的VOCs大部分被轉(zhuǎn)輪上的沸石吸附，而使廢氣變?yōu)檩^潔凈的空氣排放至大氣中；當(dāng)輪子吸附飽和后轉(zhuǎn)入再生區(qū)，以高溫加熱使被吸附的VOCs脫附出來；經(jīng)再生后的輪子，再轉(zhuǎn)入吹冷區(qū)，降溫后繼續(xù)進(jìn)行吸附。而被脫附出來的濃縮有機(jī)廢氣，濃縮比例可達(dá)到6-20倍，可通過調(diào)整轉(zhuǎn)輪速度、再生溫度和風(fēng)量等參數(shù)調(diào)節(jié)。濃縮廢氣后續(xù)一般利用焚燒技術(shù)無害化處理或冷凝技術(shù)回收利用。沸石吸附轉(zhuǎn)輪對(duì)VOCs廢氣的處理效率受原始廢氣物理性能和轉(zhuǎn)輪操作參數(shù)設(shè)定等多方面的影響。因吸附過程屬于放熱反應(yīng)，理論上講原始廢氣的溫度越低越有助于吸附程序的進(jìn)行；但是同時(shí)氣流的濕度會(huì)隨溫度的降低而升高，使得水分凝結(jié)在轉(zhuǎn)輪上，占據(jù)蜂窩內(nèi)的孔徑及吸附孔穴，從而不利于吸附效率。轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速較快，會(huì)使得轉(zhuǎn)輪沒有充裕的時(shí)間于再生區(qū)內(nèi)進(jìn)行脫附程序，沸石上仍有相當(dāng)多的VOCs未完全脫附，占據(jù)了吸附孔穴；從而后續(xù)處理無法完全進(jìn)行，導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪吸附效率的下降。但是，轉(zhuǎn)速過慢則可能使得轉(zhuǎn)輪于吸附區(qū)內(nèi)停留時(shí)間延長(zhǎng)，讓轉(zhuǎn)輪內(nèi)飽和吸附區(qū)域增加，造成了處理效率的略微下降。其一般操作設(shè)定為2-5轉(zhuǎn)/h。脫附溫度的高低對(duì)VOCs處理率也有著重要影響。脫附溫度增加，可使轉(zhuǎn)輪于再生區(qū)內(nèi)獲得充足熱能，將吸附在轉(zhuǎn)輪上的VOCs全部脫附而出，此后進(jìn)人吸附區(qū)的轉(zhuǎn)輪吸附效率也隨之增加。但脫附溫度不可過高，否則會(huì)使轉(zhuǎn)體深層余熱過多，而不利于吸附程序進(jìn)行。脫附溫度一般設(shè)定于170-250C。因此，該技術(shù)不適合對(duì)高沸點(diǎn)VOCs的處理。該系統(tǒng)系結(jié)合吸附、脫附及濃縮焚化三項(xiàng)操作單元為一體，是目前提供防治VOCs之較完善設(shè)備，但造價(jià)及操作維護(hù)成本偏高，并不適用于直接處理高沸點(diǎn)揮發(fā)性有機(jī)物是其限制所在。較適合每分鐘600立方公尺（CMM）高風(fēng)量以上、VOCs之總碳?xì)浠衔餄舛冉橛?00-1000ppm之廢氣特性廠家應(yīng)用。但若廢氣中含有較多量之高沸點(diǎn)物質(zhì)，則并不適合單獨(dú)、直接使用此系統(tǒng)處理之。高沸點(diǎn)VOCs雖容易吸附于沸石轉(zhuǎn)輪上，但由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)之安全考量，使得脫附高沸點(diǎn)VOCs溫度不足，所以往往造成脫附不易，且高沸點(diǎn)VOCs將蓄積其上、占據(jù)吸附位置，影響系統(tǒng)整體效能。若VOCs廢氣中含有較多量之高沸點(diǎn)物質(zhì)，欲應(yīng)用沸石吸附濃縮系統(tǒng)控制，建議于進(jìn)入系統(tǒng)前端加裝冷凝器、活性碳網(wǎng)柵及除霧器等設(shè)備，如此將可有效處理高沸點(diǎn)VOCs。而若是廢氣中含有高濃度之顆粒，則必須以微粒處理裝置設(shè)置于沸石轉(zhuǎn)輪之前端，以避免這些顆粒于沸石之蜂巢結(jié)構(gòu)中沉積，其中最簡(jiǎn)單的微粒過濾裝置為單層涂布，但其僅針對(duì)較大顆粒之過濾效果較佳，無法有效處理較小粒徑之顆粒，因此適用于既設(shè)、無空間之工廠，其對(duì)沸石轉(zhuǎn)輪之壽命延長(zhǎng)仍然有限。而擬新設(shè)置之工廠，若能預(yù)留空間給較有效之微粒處理裝置（如袋式集塵裝置），方可使沸石轉(zhuǎn)輪之壽命有效延長(zhǎng)之。二、沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的組成沸石吸附轉(zhuǎn)輪焚化系統(tǒng)系利用吸附－脫附－濃縮焚化等三項(xiàng)連續(xù)程序，其設(shè)備特性適合處理高流量、低污染物濃度及含多物種之VOCs廢氣，其主要應(yīng)用于排放較稀薄且接近周界溫度之污染物工業(yè)，典型應(yīng)用如影印、涂裝制程及半導(dǎo)體工廠等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。沸石吸附轉(zhuǎn)輪組合(Cassette)為一中心軸承與軸承周圍之支撐圓形框架支撐著轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)體由沸石吸附介質(zhì)與陶瓷纖維制成。轉(zhuǎn)輪上包含用以分開處理廢氣及處理后釋出干凈氣體之密封墊，其材質(zhì)為需能承受VOCS腐蝕性及高操作溫度之柔軟材料制成(一般為硅)。密封墊將蜂巢狀沸石吸附轉(zhuǎn)輪組合隔離成基本之吸附區(qū)(Adsorptionzone)及再生脫附區(qū)(Regenerationzone；desorptionzone)，但為提升轉(zhuǎn)輪之吸附處理能力，則常見于前二區(qū)間加一隔離冷卻區(qū)(CoolingzoneorPurgezone)。通常吸附區(qū)為較大，而脫附區(qū)及冷卻區(qū)則為兩個(gè)較小且面積相等之處理側(cè)。有時(shí)為特殊需求亦可分成更多串聯(lián)區(qū)；而吸附轉(zhuǎn)輪由一組電動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備用以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪，故轉(zhuǎn)輪處理時(shí)為可變速、且可控制每小時(shí)旋轉(zhuǎn)2至6轉(zhuǎn)之能力。工廠所排放出之VOCS廢氣進(jìn)入系統(tǒng)后，第一階段系經(jīng)過疏水性沸石所組成之轉(zhuǎn)輪，VOCS污染物質(zhì)首先于轉(zhuǎn)輪上進(jìn)行吸附；第二階段之脫附程序是由與后端焚化系統(tǒng)熱交換后預(yù)熱之經(jīng)冷卻區(qū)處理后廢氣(約180至250℃)，使其通入轉(zhuǎn)輪內(nèi)利用高溫將有機(jī)物脫附下來，此時(shí)出流污染物濃度大約可控制為入流廢氣之5至20倍左右，而脫附下來之有機(jī)物則可于第三階段進(jìn)行溫度于700℃以上之焚化或進(jìn)行冷凝回收再利用等程序，如此可以減少后續(xù)之廢氣處理單元尺寸、操作經(jīng)費(fèi)及設(shè)備初設(shè)費(fèi)用。沸石轉(zhuǎn)輪之處理單元如下：（1）沸石轉(zhuǎn)輪的機(jī)體是由一些特定的固體基材涂布上一層吸附劑粉末組成，基材是以陶瓷或玻璃或活性碳纖維經(jīng)燒結(jié)所做成，其中陶瓷纖維因具備耐高溫、熱穩(wěn)定性高、可水洗、不可燃及耐酸堿的特性而最受廣泛使用，吸附劑的種類則視欲處理的氣體成分而有所不同，一般可采用活性炭、沸石等。轉(zhuǎn)輪厚度一般為25cm-45cm。（2）沸石轉(zhuǎn)輪之基質(zhì)為陶瓷纖維表面涂布一層吸附劑，一般為活性炭或疏水性沸石，制成蜂巢狀圓形轉(zhuǎn)輪，再分為兩個(gè)區(qū)域，分別為吸附處理區(qū)及再生脫附區(qū)，但為提升轉(zhuǎn)輪之吸附能力，有時(shí)會(huì)設(shè)計(jì)于兩區(qū)之間多一個(gè)冷卻區(qū)，通常吸附區(qū)較大，脫附區(qū)與冷卻區(qū)為兩個(gè)較小且面積相等之處理區(qū)域。（3）熱回收設(shè)備：將VOCs燃燒或氧化后之干凈空氣其溫度高達(dá)500-700℃，將此部分空氣經(jīng)由熱交換器將熱能加以回收，同時(shí)將干凈空氣溫度降低后將其導(dǎo)至轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)為轉(zhuǎn)輪進(jìn)行脫附作用；若溫度太高則轉(zhuǎn)輪可能發(fā)生燃燒，因此進(jìn)入轉(zhuǎn)輪之溫度不可太高，一般會(huì)設(shè)置兩段熱回收設(shè)備