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沸石转轮吸附浓缩净化装置的适用范围

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【摘要】:
近年来,沸石转轮吸附浓缩净化装置的使用量逐年增加。但由于国内部分企业设备制造水平较低,很多企业对该装置认识不足,无法进行设备选型,缺乏工艺设计经验,导致该装置在实际应用中存在诸多问题。如何对处理设施进行有效监管,确保处理设施始终处于最佳运行状态,确保处理设施稳定达标运行,是生态环境监管部门面临的重大问题。

沸石转轮吸附浓缩净化装置

  沸石转轮吸附浓缩净化装置的适用范围

  近年来,沸石转轮吸附浓缩净化装置的使用量逐年增加。但由于国内部分企业设备制造水平较低,很多企业对该装置认识不足,无法进行设备选型,缺乏工艺设计经验,导致该装置在实际应用中存在诸多问题。如何对处理设施进行有效监管,确保处理设施始终处于较佳运行状态,确保处理设施稳定达标运行,是生态环境监管部门面临的重大问题。

  本文对沸石轮吸附浓缩净化装置的应用范围和装置性能的现场检验方法进行了梳理和探讨,供生态环境保护监察人员和基层管理部门参考。

  沸石轮吸附浓缩净化装置的适用范围

  沸石旋转吸附浓缩装置的工作过程通常分为三个部分:吸附区, 脱附区和冷却区。

  经过预处理后,废气进入转轮的吸附区。随着转轮的旋转,吸附有机物的沸石吸附剂旋转到脱附区,有机物被热空气解吸。

  根据初始气流中有机物的浓度,解吸后的气流中有机物浓度可浓缩5 ~ 30倍,再引入RTO或RCO进行氧化净化,也可将有价值的有机物冷凝回收。由于再生转轮区域温度较高,不利于后续有机物的吸附。通常设计一个再生区,用冷空气冷却后输送到吸附区进行吸附净化。

  吸附装置设计的目的是通过吸附浓缩将低浓度有机物转化为高浓度有机物,然后进行处理(高温焚烧、催化燃烧或冷凝回收),降低废气的处理成本。因此,该装置仅适用于低浓度废气的处理,一般低于1500mg/m,在实际应用中,多采用浓度为几十到几百mg/m的废气。如果废气浓度过高,浓缩倍数会受到限制,偏离了浓缩装置的设计初衷。

  废气的温度和湿度对沸石的吸附能力有重要影响。有机物在沸石上的吸附是物理吸附,温度越低,吸附越好。因此,一般规定进入装置的废气温度应低于40。对于沸点较高的有机物,沸石的吸附量大,可以适当提高吸附温度。如果废气温度过高,需要使用转轮进行浓缩处理,需要先用热交换等方法降温。

  转轮中使用的沸石材料是二氧化硅-氧化铝分子筛,通常具有很强的吸水能力。装入流道前需要进行疏水改性,降低对水的吸附能力,提高对有机物的吸附能力,但很难做到完全疏水,成型后仍会有一定的吸水能力。废气湿度越高,对水的吸附能力越强,对有机物的吸附能力影响越大。当废气湿度超过80%时,对水的吸附能力会迅速提高,因此一般规定进入沸石转轮的废气相对湿度应低于80%。当废气相对湿度超过80%时,可以通过冷却除湿、加热除湿(降低相对湿度)等方式进行处理。

  废气中的细颗粒会附着在沸石蜂窝上,增加吸附层的阻力,显著影响沸石的吸附能力特别是喷涂废气中的漆雾对沸石的吸附能力影响很大,漆雾附着在沸石,表面,堵塞吸附通道,使有机物难以扩散到材料中,沸石的吸附能力迅速衰减。同时,由于漆雾易燃性强,使用热空气进行沸石再生时容易发生爆燃等安全事故。因此,在废气进入吸附层之前需要对颗粒物进行过滤,进入转轮的废气中颗粒物含量应尽可能低,工程技术规范中规定颗粒物浓度不应超过1 mg/m。