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VOCs分子篩轉(zhuǎn)輪吸附技術(shù) 吸附劑

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更新時間:2025-03-13 09:07:43瀏覽次數(shù):5861次

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VOCs分子篩轉(zhuǎn)輪吸附技術(shù)沸石分子篩阻燃性好,可耐受高溫。使用疏水性高硅分子篩,相對濕度RH>60%的廢氣工況下依然有良好的吸附性能,雖然成本比活性炭高,但是易于解吸,可循環(huán)使用更加環(huán)保。
  VOCs分子篩轉(zhuǎn)輪吸附技術(shù)
  揮發(fā)性有機化合物(volatileorganiccompounds,VOCs)是空氣污染物特別是霧霾的主要污染源之一。世界衛(wèi)生組織等機構(gòu)將VOCs定義為:在標準大氣壓下,熔點低于室溫、沸點在323.15~533.15K的有機化合物總稱,如苯、甲苯、二甲苯、萘等。VOCs來源于石油化工、制藥、印刷、制鞋、汽車制造、電子制造等行業(yè),據(jù)測算,全國揮發(fā)性有機物(VOCs)排放量高達3000多萬噸,VOCs不僅對環(huán)境造成破壞,也給人類健康帶來威脅。
  世界各國都制定出了對VOCs排放量的相關(guān)法律法規(guī),盡量減少乃至消除VOCs的排放。但是,受到生產(chǎn)技術(shù)水平限制,以及成本壓力,大多數(shù)控制VOCs排放的方式還只能在處理尾氣階段。目前控制VOCs排放含量的方法主要包括回收技術(shù)和銷毀技術(shù)。
  在實際操作中,往往根據(jù)廢氣中VOCs的風量、濃度、種類、經(jīng)濟價值等具體情況選擇其中一種或是幾種組合使用。
  分子篩轉(zhuǎn)輪吸附技術(shù),是VOCs回收技術(shù)之一。
  VOCs分子篩轉(zhuǎn)輪吸附技術(shù)
  源于1950年美國人Bryant發(fā)明的轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù),1990年由日本公司用于VOCs凈化。該技術(shù)既可用于回收VOCs也可用于銷毀VOCs,該技術(shù)適用于低濃度VOCs廢氣,通過分子篩轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)富集濃縮后可回收或銷毀。
  VOCs分子篩轉(zhuǎn)輪吸附系統(tǒng)主要包括吸附VOCs分子篩轉(zhuǎn)芯(蜂窩狀塊體,HoneycombMonolithicAdsorbent)、氣體過濾裝置、轉(zhuǎn)動裝置、風機等組成。吸附VOCs分子篩轉(zhuǎn)芯是其核心部分。轉(zhuǎn)芯可經(jīng)分隔板分為三個區(qū)域:吸附區(qū)、再生區(qū)、冷卻區(qū)。為防止各區(qū)域之間串風,每個區(qū)域使用分隔板隔開,分隔板使用的是耐高溫、耐腐蝕的橡膠密封材料。轉(zhuǎn)芯在馬達的驅(qū)動下以一定的轉(zhuǎn)速運行。
  1-風機、2-吸附區(qū)、3-冷卻區(qū)、4-再生區(qū)、5-空氣加熱器、6-再生風機
  圖1VOCs分子篩吸附濃縮凈化系統(tǒng)
  含有VOCs污染的空氣經(jīng)過濾后由風機送至分子篩吸附轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū),如圖1所示,吸附劑轉(zhuǎn)子由馬達經(jīng)過皮帶帶動,以一定的速度緩慢轉(zhuǎn)動,低濃度的有機氣體由風機送至分子篩轉(zhuǎn)輪吸附劑,通過吸附劑的蜂窩孔得到凈化,凈化后的氣體從蜂窩孔另一端排出。隨著吸附的不斷進行,分子篩輪吸附劑中吸附接近飽和的部分轉(zhuǎn)入再生區(qū),被從反方向吹掃的熱空氣脫附解吸,脫附下來的VOCs被收集起來進行集中處理,分子篩轉(zhuǎn)輪吸附劑被再生的部分進入冷卻區(qū)經(jīng)過冷卻降溫后,轉(zhuǎn)入吸附區(qū)再次進行吸附操作。分子篩轉(zhuǎn)輪吸附劑經(jīng)歷著吸附-脫附-冷卻的重復(fù)過程。一般再生空氣的風量小于處理風量,這樣再生出口的VOCs濃度被濃縮,因此該方法也稱為VOCs分子篩吸附濃縮技術(shù)。
  分子篩轉(zhuǎn)輪吸附具有運行穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、單位床層阻力小及占地面積小等優(yōu)點,已使用在印刷、集成電路、塑料加工、噴漆生產(chǎn)線等會產(chǎn)生低濃度大風量有機廢氣的生產(chǎn)中。
  分子篩轉(zhuǎn)輪吸附劑
  分子篩吸附轉(zhuǎn)輪用到的蜂窩結(jié)構(gòu)吸附劑制備方法主要有涂覆式、沉浸式和成型式3種,使用的吸附材料主要有活性炭、活性炭纖維和沸石分子篩3種。
  活性炭孔穴豐富,比表面積大,具有較好的廣譜適用性,相比沸石分子篩吸附容量要大,是目前使用zui廣泛的吸附劑。不過濕度對其吸附性能有較大影響,當廢氣中有大量水蒸氣時,吸附性能會大幅降低。而且由于解吸時溫度較高,存在易燃等安全性隱患。
  活性炭纖維是繼活性炭后研制出新型吸附材料,其商業(yè)化生產(chǎn)始于上個世紀六十年代。與顆粒和粉末活性炭相比,活性炭纖維具有很高的抗拉強度和彈性,因而可以加工成為布、織物、紙、氈等多種形式?;钚蕴坷w維有直接成型為蜂窩狀,制作成吸附轉(zhuǎn)輪。不僅如此,活性炭纖維有很高的比表面積,其BET比表面積可達1000~2000m2,且孔徑分布窄、均勻,并以微孔為主,其吸附量大,吸附快,再生容易,具有優(yōu)異的吸脫附性能?;钚蕴坷w維的應(yīng)用領(lǐng)域也非常的廣泛,在水處理、空氣凈化中都有使用。
  VOCs分子篩轉(zhuǎn)輪吸附市場
  被稱為*zui嚴的《大氣污染防治法》于2016年1月1日起施行,其中明確規(guī)定生產(chǎn)、進口、銷售和使用含揮發(fā)性有機物的原材料和產(chǎn)品的,其揮發(fā)性有機物含量應(yīng)當符合質(zhì)量標準或者要求?!笆?規(guī)劃綱要也將VOCs納入總量控制目標。隨著排污費收費政策和補貼政策逐漸落地,VOCs治理將逐步放開。
  中華環(huán)保聯(lián)合會秘書長張永紅表示,預(yù)計VOCs治理市場將迎來新一輪的爆發(fā)式增長,而“分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪"預(yù)計將有上百億的市場需求。
  有機構(gòu)估算,假設(shè)VOCs氣體密度均為0.8g/L,VOCs在工業(yè)園區(qū)的潛在治理市場空間,至少將達到400-600億元。其中,石油煉制行業(yè)所占市場空間zui大,近200億元、機械設(shè)備制造和印刷市場空間也達到100億元。截至2015年,VOCs治理市場的已發(fā)生空間約為50億元,主要集中在石油化工業(yè)以及印刷行業(yè)。到2020年,剩余市場空間約為500億元,具有相當大的增長潛力。


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