沸石轉(zhuǎn)輪知識講解

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沸石轉(zhuǎn)輪知識講解1沸石介紹2沸石轉(zhuǎn)輪的發(fā)展歷程3沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述目錄4國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比5問答及討論沸石介紹1

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沸石是一種多微孔硅酸鹽或硅鋁酸鹽晶體，由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成尺寸大小（通常為0.3~2nm）均勻的內(nèi)部孔道和空腔體系。依靠物理吸附（范德華力），能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部，可以把極性程度不同，飽和程度不同，分子大小不同及沸點(diǎn)不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故又稱分子篩。沸石介紹合成公式11與其它吸附介質(zhì)相比，沸石具有很多優(yōu)勢：吸附能力高、不可燃、耐化學(xué)性高、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，從而獲得了廣泛的應(yīng)用。優(yōu)良特性沸石介紹沸石轉(zhuǎn)輪的發(fā)展歷程2

沸石轉(zhuǎn)輪的發(fā)展歷程20世紀(jì)60年代歐美等國開始出現(xiàn)“吸附富集-脫附濃縮-蓄熱催化氧化后處理技術(shù)”的應(yīng)用瑞典人卡爾?蒙特提出將吸附材料做成具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪用于分離過程的概念，并申請了專利日本西部技研公司將陶瓷纖維紙用無機(jī)黏合劑粘結(jié)在一起后卷成具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪，并將疏水性沸石涂覆在蜂窩狀通道的表面，將其成功用于VOCs凈化處理。1974年1988年近些年日本東洋紡公司將沸石材料、玻璃纖維及其他保密材料，按一定配比，壓制粘結(jié)，形成像瓦楞紙一樣的型材，做出標(biāo)準(zhǔn)的小立方體，形成獨(dú)特的筒式轉(zhuǎn)輪。1沸石轉(zhuǎn)輪的發(fā)展歷程瑞典蒙特（Munters)公司日本西部技研（SEIBUGIKEN）東洋紡（TOYOBO）美國奧特亞-沃克（Atea-WK）公司日本霓佳斯（NICHIAS）大金（DAIKIN）目前沸石吸附轉(zhuǎn)輪的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)掌握在國外少數(shù)企業(yè)手中。沸石轉(zhuǎn)輪的發(fā)展歷程青島納博科環(huán)?？萍加邢薰緩V州黑馬環(huán)?？萍加邢薰窘K楚銳環(huán)保科技有限公司北京瀧濤環(huán)境科技有限公司

國內(nèi)企業(yè)多以組裝、代理國外品牌為主要經(jīng)營模式，核心的沸石吸附單元基本依賴進(jìn)口。近年來，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)沸石轉(zhuǎn)輪的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用慢慢取得一些進(jìn)步。國產(chǎn)代表沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述3沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述0201沸石轉(zhuǎn)輪的形式西部技研、霓佳斯、蒙特、納博科等東洋紡沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪可分為吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻再生區(qū)三部分。三個(gè)分區(qū)的位置固定不變，轉(zhuǎn)輪以一定的轉(zhuǎn)速（1～6r/h）進(jìn)行轉(zhuǎn)動。1之后轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動至冷卻再生區(qū)，由一股相對低溫的氣體對其進(jìn)行降溫冷卻，以保證后續(xù)重新吸附的效果，進(jìn)行下一個(gè)周期的循環(huán)。2當(dāng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動至脫附區(qū)時(shí)，吸附在轉(zhuǎn)輪中的VOCs被高溫?zé)犸L(fēng)脫附下來，脫附后的氣體濃度可以達(dá)到吸附區(qū)進(jìn)氣濃度的十幾倍。3VOCs經(jīng)前置過濾器過濾后，進(jìn)入轉(zhuǎn)輪裝置的吸附區(qū)，VOCs在此被吸附在沸石上，凈化后的氣體直接排入大氣。盤式轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述與盤式轉(zhuǎn)輪的沸石材料相比，筒式轉(zhuǎn)輪的沸石比熱容小，不像陶瓷蜂窩基材會在脫附時(shí)吸納大量的熱；因此，轉(zhuǎn)輪沒有冷卻分區(qū)，節(jié)省了冷卻風(fēng)的輸送、管道閥門的配置、電氣操作的點(diǎn)位以及能耗等。筒式轉(zhuǎn)輪沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述1234安全性高沸石是耐高溫、不可燃的無機(jī)晶體，在與有機(jī)物接觸時(shí)，既不會與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不會表現(xiàn)出催化性能，有效的規(guī)避了活性炭吸附存在易燃燒的安全隱患。穩(wěn)定性高脫附溫度高，脫附較徹底。脫附出口濃度連續(xù)、穩(wěn)定，后續(xù)處理設(shè)施便于控制。吸附力強(qiáng)在相對濕度較高的情況下，沸石吸附的水分要少于活性炭。活性炭在相對濕度達(dá)到50%的情況下會失去吸附功能，而沸石在相對濕度不超過75%時(shí)，仍可持續(xù)保持較高吸附能力。運(yùn)行費(fèi)用低驅(qū)動轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)的電耗較低；可采用VOCs氧化分解放出的熱量進(jìn)行脫附，熱能消耗低；程序化運(yùn)行，簡單便捷。沸石轉(zhuǎn)輪的優(yōu)點(diǎn)沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的性能參數(shù)1.沸石含有率2.吸附床厚度3.凈化效率4.濃縮倍率5.迎面風(fēng)速6.轉(zhuǎn)速7.脫附溫度8.密封沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的性能參數(shù)1--沸石含有率東洋紡沸石其他品牌的沸石轉(zhuǎn)輪東洋紡沸石，是將沸石材料、玻璃纖維以及其他保密原材料，按一定配比，用近似于造紙術(shù)的方法，進(jìn)行壓制粘結(jié)，形成像瓦楞紙一樣的型材，并裁減裝齊，將沸石材料做出標(biāo)準(zhǔn)的小立方體，沸石含有率高達(dá)75%以上。其他品牌的沸石轉(zhuǎn)輪，是將蜂窩基材放入沸石液槽中反復(fù)浸泡，令沸石附著在蜂窩基材孔隙結(jié)構(gòu)表面，沸石含有率在50%左右。轉(zhuǎn)輪中發(fā)揮吸附作用的是沸石，沸石的含有率越高，吸附的VOCs越多，飽和周期越長。沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的性能參數(shù)2--吸附床厚度

在其他因素一定的情況下，某沸石轉(zhuǎn)輪對特定VOCs的吸附帶長度（h）是一定的，在此條件下，適當(dāng)增加床厚（H），有利于提高沸石的使用效率（η）。床厚H（mm）400500600利用率η70%76%80%沸石轉(zhuǎn)輪的利用率以吸附帶長度h=120mm為例沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的性能參數(shù)3--凈化效率沸石材料在面對不同分子量及不同沸點(diǎn)的有機(jī)物時(shí)，沸石的吸附去除效率有所差異。沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的性能參數(shù)4--濃縮倍率轉(zhuǎn)輪通過吸附一脫附以獲得低流量的濃縮氣體，濃縮比是轉(zhuǎn)輪性能的一個(gè)重要指標(biāo)。進(jìn)氣濃度mg/m3100以下100-200200-300300-600600-2000濃縮倍率40倍30-40倍20-30倍10-20倍5-10倍沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的性能參數(shù)轉(zhuǎn)輪周邊密封是硅膠加特氟隆涂層的復(fù)合式平帶型密封條；吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)之間密封是中空P型VITON密封條。8密封沸石耐高溫、不燃燒，具有良好的熱穩(wěn)定性，脫附溫度在180～220℃，脫附較徹底，VOCs濃縮倍率高。7脫附溫度迎面風(fēng)速越大，氣體停留時(shí)間越短，吸附效率越低；風(fēng)阻越大。通常，取氣體線速度為2～4m/s。5迎面風(fēng)速轉(zhuǎn)速的大小意味著吸附和脫附時(shí)間長短，決定轉(zhuǎn)輪的去除效率。通常取轉(zhuǎn)速為1～6r/h。6轉(zhuǎn)速沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的典型應(yīng)用沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+催化氧化（CO）沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的典型應(yīng)用沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+蓄熱室氧化爐（RTO）沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的典型應(yīng)用沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述沸石轉(zhuǎn)輪的典型應(yīng)用沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述轉(zhuǎn)輪無法處理的物質(zhì)沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述不允許進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的物質(zhì)沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述限制進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的物質(zhì)沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述轉(zhuǎn)輪運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)及防控廢氣中含有高沸點(diǎn)VOCs物質(zhì)時(shí)，若脫附熱量不足，被吸附的有機(jī)物未被完全脫附，會使得有機(jī)物在近吸附區(qū)殘留積聚，日久會發(fā)生聚合現(xiàn)象，進(jìn)而阻塞沸石，造成吸附效能減弱。21當(dāng)在180-200℃脫附時(shí)，若系統(tǒng)異常停止，無氣流流通且無外加氧氣供應(yīng)，廢氣中的VOCs成分及在轉(zhuǎn)輪上聚合的高沸點(diǎn)物質(zhì)，可能會與原殘留于轉(zhuǎn)輪孔道及沸石孔隙中的氧氣發(fā)生觸媒反應(yīng)，形成放熱導(dǎo)致悶燃情況的發(fā)生。沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述防高沸點(diǎn)VOCs殘留聚合21前置活性炭層、除濕器或冷凝器等前端設(shè)置高沸點(diǎn)VOCs去除設(shè)備2～3個(gè)月進(jìn)行一次高溫脫附處理高溫脫附溫度一般取300℃左右定期進(jìn)行高溫脫附提高脫附溫度，溫度控制在180-200℃之間;提高脫附風(fēng)量提高脫附效果使用潔凈水，利用高壓噴嘴形成微細(xì)霧滴，并以系統(tǒng)冷卻段干凈空氣做氣流載體。定期進(jìn)行清洗保養(yǎng)43沸石轉(zhuǎn)輪裝置概述轉(zhuǎn)輪悶燃的預(yù)防與處置以純氣(如氮?dú)?作為系統(tǒng)異常停機(jī)時(shí)的保護(hù)氣，置換轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)中殘留的氧氣，并配合以啟動淋水噴霧系統(tǒng)作為防止悶燃現(xiàn)象出現(xiàn)或持續(xù)進(jìn)行的應(yīng)對策略，降低事故發(fā)生的概率。新樣品悶燃后樣品國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比4國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比不同形式轉(zhuǎn)輪的對比對比類別筒式沸石轉(zhuǎn)輪盤式沸石轉(zhuǎn)輪活性炭吸附轉(zhuǎn)輪備注轉(zhuǎn)輪構(gòu)造筒式轉(zhuǎn)輪：沸石模塊盤式轉(zhuǎn)輪：扇面拼裝成整體盤式結(jié)構(gòu)吸附材料生產(chǎn)工藝將沸石、玻璃纖維、保密原料以一定配比混合，用類似瓦楞紙制造工藝制成將蜂窩基材放入沸石液槽反復(fù)浸泡，令沸石附著在蜂窩基材孔隙結(jié)構(gòu)表面活性炭纖維或蜂窩活性炭筒式轉(zhuǎn)輪獨(dú)特的吸附材料生產(chǎn)工藝決定了產(chǎn)品的沸石含有率更高，同等工況下可以保證更高的凈化效率和更高的濃縮倍率，可有效降低后續(xù)裝置的配置大小，并提高濃縮廢氣濃度，降低能耗。沸石含有率75%50%凈化效率最高可達(dá)98.5%90%—95%90%濃縮倍率10-40倍5-20倍5-10倍國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比不同形式轉(zhuǎn)輪的對比對比類別筒式沸石轉(zhuǎn)輪盤式沸石轉(zhuǎn)輪活性炭吸附轉(zhuǎn)輪備注冷卻分區(qū)不需要有一吸一脫或兩吸一脫筒式轉(zhuǎn)輪沸石材料比熱容更小，不像陶瓷蜂窩基材會在脫附時(shí)吸納大量的熱，故而節(jié)省了冷卻風(fēng)的輸送、管道閥門的配置切換、電氣操作的點(diǎn)位以及能耗等。材料壽命吸附材料與基材混合成一體，不易剝落吸附材料附著在蜂窩基材表面，容易剝落因活性炭脫附溫度低，易造成高沸點(diǎn)VOC聚集，更換頻繁,須作危廢處理

國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比不同形式轉(zhuǎn)輪的對比對比類別筒式沸石轉(zhuǎn)輪盤式沸石轉(zhuǎn)輪活性炭吸附轉(zhuǎn)輪備注占地相對靈活相對固定較大盤式轉(zhuǎn)輪直徑?jīng)Q定了設(shè)備高度相對固定；筒式結(jié)構(gòu)長寬高相對靈活，安裝適應(yīng)性更好，處理風(fēng)量越大，優(yōu)勢越明顯安裝更換殼體及沸石可分批進(jìn)入現(xiàn)場安裝，安裝沸石僅需人工，不需吊車；后期沸石損傷更換沸石模塊即可須用吊車將拼裝好的轉(zhuǎn)輪盤整體裝入殼體，安裝精度的控制工作量大，風(fēng)險(xiǎn)較高。檢修或更換沸石不方便，需整體吊出。人工更換，耗時(shí)耗力，過程繁瑣。代表企業(yè)東洋紡蒙特、西部技研、霓佳斯、國產(chǎn)轉(zhuǎn)輪國產(chǎn)轉(zhuǎn)輪國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比東洋紡沸石含有率75%以上轉(zhuǎn)輪的凈化效率，最高可達(dá)98.5%非蜂窩陶瓷基材，比熱容更低，無冷卻分區(qū)上下：1~4層模塊式組裝，簡單、方便，可雙層沸石配置環(huán)面有：12分區(qū)、18分區(qū)、20分區(qū)、24分區(qū)、28分區(qū)等沸石模塊：L243mm×W225mm×H500~900mm，重量＜10Kg。國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比東洋紡國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比盤式轉(zhuǎn)輪國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比霓佳斯國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比西部技研國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比西部技研國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比蒙特國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比蒙特國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比納博科國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪技術(shù)對比納博科問答及討論5問答及討論哪些VOCs能處理？通常沸點(diǎn)在40-200℃的常見揮發(fā)性有機(jī)溶劑組分