用于VOCs處理的沸石轉(zhuǎn)輪技術(shù)研究

導(dǎo)讀：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,VOCs污染治理已成為大氣環(huán)境治理的重要問(wèn)題。VOCs（volatile organic compounds），揮發(fā)性有機(jī)化合物，是指會(huì)產(chǎn)生危害的那一類揮發(fā)性有機(jī)物，是空氣中普遍存在且組成復(fù)雜的一類有機(jī)污染物的統(tǒng)稱。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,VOCs污染治理已成為大氣環(huán)境治理的重要問(wèn)題。VOCs（volatile organic compounds），揮發(fā)性有機(jī)化合物，是指會(huì)產(chǎn)生危害的那一類揮發(fā)性有機(jī)物，是空氣中普遍存在且組成復(fù)雜的一類有機(jī)污染物的統(tǒng)稱。

　　VOCs對(duì)大氣造成的危害主要有：（1）部分具有毒性和致癌性，危害人體健康；（2）VOCs中的碳?xì)浠衔锱c氮氧化合物在紫外線的作用下反應(yīng)生成臭氧，可導(dǎo)致大氣光化學(xué)煙霧事件發(fā)生，危害人類健康和植物生長(zhǎng)；（3）參與大氣中二次氣溶膠的形成，二次氣溶膠多為細(xì)顆粒，不易沉降，能較長(zhǎng)時(shí)間滯留在大氣中，對(duì)光線的散射力較強(qiáng)，能顯著降低大氣能見度。目前我國(guó)大部分城市大氣環(huán)境已呈現(xiàn)區(qū)域性霾污染、臭氧及酸雨等三大復(fù)合型污染特點(diǎn)，而VOCs是極重要的助推劑之一。

　　VOCs處理技術(shù)

　　目前VOCs的處理技術(shù)主要分為兩大類：

　　（1）在源頭上進(jìn)行控制，具體是指在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上防止或減少VOCs排放的措施，是治理有機(jī)廢氣污染的最佳方法。但由于技術(shù)水平的限制，會(huì)不可避免地向環(huán)境中排放和泄漏不同濃度的有機(jī)廢氣，實(shí)現(xiàn)難度較大。

　　（2）在生產(chǎn)末端控制并消除VOCs的治理方法，可分為回收技術(shù)和銷毀技術(shù)兩類?；厥占夹g(shù)是采用物理方法將VOCs回收的非破壞性方法，主要有活性炭吸附法、冷凝法、膜處理法等。此類方法不僅能有效控制VOCs的排放，而且回收利用能夠節(jié)約資源，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，目前越來(lái)越受到人們的關(guān)注。銷毀技術(shù)即通過(guò)化學(xué)或生物反應(yīng)過(guò)程使VOCs廢氣氧化分解為無(wú)毒或低毒物質(zhì)的破壞性方法，主要技術(shù)有燃燒、光催化降解、等離子體技術(shù)、生物降解等。

　　上述VOCs廢氣處理技術(shù)是單一處理工藝，須根據(jù)VOCs廢氣排放的具體情況和要求，選擇合適的工藝；因?yàn)閂OCs種類繁多、成分復(fù)雜、性質(zhì)各異，在很多情況下采用一種凈化技術(shù)往往難以達(dá)到治理要求，并且很不經(jīng)濟(jì)。利用不同單元治理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，采用組合治理工藝，既可以滿足排放要求，又可以降低設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，沸石轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)即一種新型組合VOCs處理技術(shù)。

　　沸石轉(zhuǎn)輪基本構(gòu)造

　　沸石轉(zhuǎn)輪濃縮區(qū)可分為處理區(qū)、再生區(qū)、冷卻區(qū)三部分，濃縮轉(zhuǎn)輪在各個(gè)區(qū)內(nèi)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。VOCs有機(jī)廢氣通過(guò)前置過(guò)濾器過(guò)濾后，再通過(guò)濃縮轉(zhuǎn)輪裝置的處理區(qū)。在處理區(qū)VOCs被吸附劑吸附去除，凈化后的空氣從濃縮轉(zhuǎn)輪的處理區(qū)排出。吸附在濃縮轉(zhuǎn)輪中的有機(jī)廢氣VOCs，在再生區(qū)經(jīng)熱風(fēng)處理而被脫附、濃縮到5～15倍的程度。濃縮轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)被冷卻，經(jīng)過(guò)冷卻區(qū)的空氣，加熱后作為再生空氣使用，達(dá)到凈化節(jié)能的效果。沸石轉(zhuǎn)輪如圖所示。

　　沸石轉(zhuǎn)輪工藝參數(shù)

　　（1）濃縮比：轉(zhuǎn)輪通過(guò)吸附—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)，定義為進(jìn)氣流量與再生風(fēng)流量的比值。

　?。?）轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速：吸附與脫附在轉(zhuǎn)輪運(yùn)行周期中是同步進(jìn)行的，兩者互為影響，共同決定轉(zhuǎn)輪的去除效率，而轉(zhuǎn)速的大小意味著吸附和脫附時(shí)間長(zhǎng)短。

　?。?）再生風(fēng)溫度：吸附劑的解析再生存在一個(gè)特征溫度，即最低清洗溫度，高于該溫度可以獲得更快的解析速率，同時(shí)消耗更小的脫附風(fēng)量。

　　沸石轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)的密封是一個(gè)非常重要的控制點(diǎn)，密封性不佳會(huì)使得轉(zhuǎn)輪應(yīng)用上存在竄風(fēng)的問(wèn)題。

　　沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+催化燃燒進(jìn)行工業(yè)有機(jī)廢氣的處理，現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于印刷業(yè)、半導(dǎo)體制造業(yè)、涂裝行業(yè)等多個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。