沸石转轮知识

上海盛剑环境系统科技有限公司SHANGHAISHENGJIANENVIRONMENTALCompany沸石转轮知识讲解1沸石介绍2沸石转轮的发展历程3沸石转轮装置概述目录4国内外转轮技术对比5问答及讨论沸石介绍11沸石是一种多微孔硅酸盐或硅铝酸盐晶体，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成尺寸大小（通常为0.3~2nm）均匀的内部孔道和空腔体系。依靠物理吸附（范德华力），能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，可以把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故又称分子筛。沸石介绍合成公式11•与其它吸附介质相比，沸石具有很多优势：吸附能力高、不可燃、耐化学性高、热稳定性强、使用寿命长等优点，从而获得了广泛的应用。优良特性沸石介绍沸石转轮的发展历程2沸石转轮的发展历程20世纪60年代欧美等国开始出现“吸附富集-脱附浓缩-蓄热催化氧化后处理技术”的应用瑞典人卡尔•蒙特提出将吸附材料做成具有蜂窝状结构的转轮用于分离过程的概念，并申请了专利1974年1988年近些年1沸石转轮的发展历程瑞典蒙特（Munters)公司日本西部技研（SEIBUGIKEN）东洋纺（TOYOBO）美国奥特亚-沃克（Atea-WK）公司日本霓佳斯（NICHIAS）大金（DAIKIN）目前沸石吸附转轮的关键生产技术掌握在国外少数企业手中。沸石转轮的发展历程青岛纳博科环保科技有限公司广州黑马环保科技有限公司江苏楚锐环保科技有限公司北京泷涛环境科技有限公司国内企业多以组装、代理国外品牌为主要经营模式，核心的沸石吸附单元基本依赖进口。近年来，拥有自主知识产权的国产沸石转轮的研发及产业应用慢慢取得一些进步。国产代表沸石转轮装置概述3沸石转轮装置概述0201沸石转轮的形式西部技研、霓佳斯、蒙特、纳博科等东洋纺沸石转轮装置概述沸石转轮可分为吸附区、脱附区、冷却再生区三部分。三个分区的位置固定不变，转轮以一定的转速（1～6r/h）进行转动。1之后转轮转动至冷却再生区，由一股相对低温的气体对其进行降温冷却，以保证后续重新吸附的效果，进行下一个周期的循环。23盘式转轮结构沸石转轮装置概述与盘式转轮的沸石材料相比，筒式转轮的沸石，不像陶瓷蜂窝基材会在脱附时吸纳大量的热；因此，转轮，节省了冷却风的输送、管道阀门的配置、电气操作的点位以及能耗等。沸石转轮装置概述1234安全性高沸石是耐高温、不可燃的无机晶体，在与有机物接触时，既不会与之发生化学反应，也不会表现出催化性能，有效的规避了活性炭吸附存在易燃烧的安全隐患。稳定性高脱附温度高，脱附较彻底。脱附出口浓度连续、稳定，后续处理设施便于控制。吸附力强在相对湿度较高的情况下，沸石吸附的水分要少于活性炭。活性炭在相对湿度达到50%的情况下会失去吸附功能，而沸石在相对湿度不超过75%时，仍可持续保持较高吸附能力。运行费用低驱动转轮运转的电耗较低；可采用VOCs氧化分解放出的热量进行脱附，热能消耗低；程序化运行，简单便捷。沸石转轮的优点沸石转轮装置概述沸石转轮的性能参数1.沸石含有率2.吸附床厚度3.净化效率4.浓缩倍率5.迎面风速6.转速7.脱附温度8.密封沸石转轮装置概述沸石转轮的性能参数1--沸石含有率东洋纺沸石其他品牌的沸石转轮东洋纺沸石，是将沸石材料、玻璃纤维以及其他保密原材料，按一定配比，用近似于造纸术的方法，进行压制粘结，形成像瓦楞纸一样的型材，并裁减装齐，将沸石材料做出标准的小立方体，沸石含有率高达75%以上。其他品牌的沸石转轮，是将蜂窝基材放入沸石液槽中反复浸泡，令沸石附着在蜂窝基材孔隙结构表面，沸石含有率在50%左右。转轮中发挥吸附作用的是沸石，沸石的含有率越高，吸附的VOCs越多，饱和周期越长。沸石转轮装置概述沸石转轮的性能参数2--吸附床厚度在其他因素一定的情况下，某沸石转轮对特定VOCs的吸附带长度（h）是一定的，在此条件下，适当增加床厚（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%沸石转轮的利用率以吸附带长度h=120mm为例沸石转轮装置概述沸石转轮的性能参数3--净化效率沸石材料在面对不同分子量及不同沸点的有机物时，沸石的吸附去除效率有所差异。沸石转轮装置概述沸石转轮的性能参数4--浓缩倍率转轮通过吸附一脱附以获得低流量的浓缩气体，浓缩比是转轮性能的一个重要指标。进气浓度mg/m³100以下100-200200-300300-600600-2000浓缩倍率40倍30-40倍20-30倍10-20倍5-10倍沸石转轮装置概述沸石转轮的性能参数转轮周边密封是硅胶加特氟隆涂层的复合式平带型密封条；吸附区、脱附区和冷却区之间密封是中空P型VITON密封条。8密封沸石耐高温、不燃烧，具有良好的热稳定性，脱附温度在180～220℃，脱附较彻底，VOCs浓缩倍率高。7脱附温度迎面风速越大，气体停留时间越短，吸附效率越低；风阻越大。通常，取气体线速度为2～4m/s。5迎面风速转速的大小意味着吸附和脱附时间长短，决定转轮的去除效率。通常取转速为1～6r/h。6转速沸石转轮装置概述沸石转轮的典型应用沸石转轮浓缩+催化氧化（CO）沸石转轮装置概述沸石转轮的典型应用沸石转轮浓缩+蓄热室氧化炉（RTO）沸石转轮装置概述沸石转轮的典型应用沸石转轮装置概述沸石转轮的典型应用沸石转轮装置概述转轮无法处理的物质沸石转轮装置概述不允许进入转轮的物质沸石转轮装置概述限制进入转轮的物质沸石转轮装置概述转轮运行的风险及防控废气中含有高沸点VOCs物质时，若脱附热量不足，被吸附的有机物未被完全脱附，会使得有机物在近吸附区残留积聚，日久会发生聚合现象，进而阻塞沸石，造成吸附效能减弱。21当在180-200℃脱附时，若系统异常停止，无气流流通且无外加氧气供应，废气中的VOCs成分及在转轮上聚合的高沸点物质，可能会与原残留于转轮孔道及沸石孔隙中的氧气发生触媒反应，形成放热导致闷燃情况的发生。沸石转轮装置概述防高沸点VOCs残留聚合21前置活性炭层、除湿器或冷凝器等前端设置高沸点VOCs去除设备2～3个月进行一次高温脱附处理高温脱附温度一般取300℃左右定期进行高温脱附提高脱附温度，温度控制在180-200℃之间;提高脱附风量提高脱附效果使用洁净水，利用高压喷嘴形成微细雾滴，并以系统冷却段干净空气做气流载体。定期进行清洗保养43沸石转轮装置概述转轮闷燃的预防与处置以纯气(如氮气)作为系统异常停机时的保护气，置换转轮系统中残留的氧气，并配合以启动淋水喷雾系统作为防止闷燃现象出现或持续进行的应对策略，降低事故发生的概率。国内外转轮技术对比4国内外转轮技术对比不同形式转轮的对比对比类别筒式沸石转轮盘式沸石转轮活性炭吸附转轮备注转轮构造筒式转轮：沸石模块盘式转轮：扇面拼装成整体盘式结构吸附材料生产工艺将沸石、玻璃纤维、保密原料以一定配比混合，用类似瓦楞纸制造工艺制成将蜂窝基材放入沸石液槽反复浸泡，令沸石附着在蜂窝基材孔隙结构表面活性炭纤维或蜂窝活性炭筒式转轮独特的吸附材料生产工艺决定了产品的沸石含有率更高，同等工况下可以保证更高的净化效率和更高的浓缩倍率，可有效降低后续装置的配置大小，并提高浓缩废气浓度，降低能耗。沸石含有率75%50%净化效率最高可达98.5%90%—95%90%浓缩倍率10-40倍5-20倍5-10倍国内外转轮技术对比不同形式转轮的对比对比类别筒式沸石转轮盘式沸石转轮活性炭吸附转轮备注冷却分区不需要有一吸一脱或两吸一脱筒式转轮沸石材料比热容更小，不像陶瓷蜂窝基材会在脱附时吸纳大量的热，故而节省了冷却风的输送、管道阀门的配置切换、电气操作的点位以及能耗等。材料寿命吸附材料与基材混合成一体，不易剥落吸附材料附着在蜂窝基材表面，容易剥落因活性炭脱附温度低，易造成高沸点VOC聚集，更换频繁,须作危废处理国内外转轮技术对比不同形式转轮的对比对比类别筒式沸石转轮盘式沸石转轮活性炭吸附转轮备注占地相对灵活相对固定较大盘式转轮直径决定了设备高度相对固定；筒式结构长宽高相对灵活，安装适应性更好，处理风量越大，优势越明显安装更换壳体及沸石可分批进入现场安装，安装沸石仅需人工，不需吊车；后期沸石损伤更换沸石模块即可须用吊车将拼装好的转轮盘整体装入壳体，安装精度的控制工作量大，风险较高。检修或更换沸石不方便，需整体吊出。人工更换，耗时耗力，过程繁琐。代表企业东洋纺蒙特、西部技研、霓佳斯、国产转轮国产转轮国内外转轮技术对比东洋纺沸石含有率75%以上转轮的净化效率，最高可达98.5%非蜂窝陶瓷基材，比热容更低，无冷却分区上下：1~4层模块式组装，简单、方便，可双层沸石配置环面有：12分区、18分区、20分区、24分区、28分区等沸石模块：L243mm×W225mm×H500~900mm，重量＜10Kg。国内外转轮技术对比东洋纺国内外转轮技术对比盘式转轮国内外转轮技术对比霓佳斯国内外转轮技术对比西部技研国内外转轮技术对比西部技研国内外转轮技术对比蒙特国内外转轮技术对比蒙特国内外转轮技术对比纳博科国内外转轮技术对比纳博科问答及讨论5问答及讨论哪些VOCs能处理？通常沸点在40-200℃的常见挥发性有机溶剂组分，基本都适用，也有个别特殊情况（例如异佛尔酮206℃）。哪些一定不能处理？沸石是硅铝酸盐组分，偏碱性一点，常见无机强酸一定不能处理且有害，个别有机酸另当别论。哪些处理效果相对差一些？分子链特短的一类物质，要么几乎无吸附效果，要么吸附效果较差，典型代表甲醛没有吸附作用，甲醇、部分硫醇、硫醚吸附效果较差。哪些情况慎用？易聚合的烯烃炔烃组分慎用，脱附时容易聚合堵塞，如苯乙烯、涂装行业UV漆的聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等。Thanks空气污染控制全面解决方案