沸石轉(zhuǎn)輪吸附-熱空氣脫附催化燃燒在VOCs處理方面的運(yùn)用
1、前語(yǔ)
現(xiàn)在，霧霾氣候經(jīng)常發(fā)生，影響環(huán)境中的空氣質(zhì)量，蒸發(fā)性有機(jī)物（簡(jiǎn)稱VOCs）是污染環(huán)境質(zhì)量的重要因素[1,2]。VOCs是個(gè)成分多樣，***性不同，主要有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二異氰酸酯（TDI）、二異氰甲苯酯等，正常狀況下運(yùn)用原有的單一的廢氣處理形式無(wú)法到達(dá)處理要求的混合型氣體[3]；VOCs發(fā)生***致能夠分為：工業(yè)企業(yè)排放、汽車(chē)尾氣排放、油品蒸發(fā)、溶劑運(yùn)用源、燃燒源等，因VOCs會(huì)對(duì)人體健康發(fā)生直接或直接損傷，且污染的規(guī)模不僅是在排放地鄰近，也可通過(guò)氣流運(yùn)動(dòng)分散到一個(gè)城市和區(qū)域[4,5]。為了維護(hù)******氣環(huán)境，還咱們一個(gè)健康的日子，控制VOCs排放至關(guān)重要，***家也認(rèn)識(shí)到了處理VOCs的重要性，現(xiàn)已相應(yīng)的出臺(tái)了一系列環(huán)保方針，針對(duì)VOCs處理專項(xiàng)技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生，其間沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+熱空氣脫附催化氧化技術(shù)便是將多種廢氣通過(guò)沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)行吸附濃縮，一起再與催化燃燒組合的一種新技術(shù)。
2、處理原理
本技術(shù)是運(yùn)用沸石吸附的面積***和不同溫度下分子間作用力不同的原理，經(jīng)催化燃燒后分化VOCs進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在低溫狀況下，***風(fēng)量的吸附風(fēng)機(jī)把車(chē)間內(nèi)的VOCs通過(guò)過(guò)濾箱過(guò)濾掉***顆粒物質(zhì)，然后通過(guò)沸石分子篩轉(zhuǎn)輪吸附，通過(guò)沸石轉(zhuǎn)輪的氣體可直接排放；當(dāng)吸附有很多VOCs的沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)入高溫脫附區(qū)時(shí)，小風(fēng)量的熱空氣氣體將沸石轉(zhuǎn)輪上的VOCs分子脫附出來(lái)轉(zhuǎn)換成高濃度廢氣，運(yùn)用脫附風(fēng)機(jī)送入后端的催化燃燒體系進(jìn)行催化燃燒處理，分化發(fā)生的熱量部分通過(guò)內(nèi)部換熱再次進(jìn)入催化燃燒體系，下降能量損耗，部分分化后的氣體直接排放到空氣中，在此進(jìn)程中，電控體系嚴(yán)格控制催化發(fā)生的熱量，當(dāng)超越設(shè)定值時(shí)通過(guò)調(diào)理脫附管路的主動(dòng)閥門(mén)補(bǔ)涼風(fēng)下降廢氣濃度，減少熱量的生成；兩部分子體系彼此結(jié)合，重復(fù)循環(huán)，當(dāng)無(wú)VOCs發(fā)生后可中止設(shè)備作業(yè)，一起為了設(shè)備的處理和安全，在中止催化氧化體系后需對(duì)該部分設(shè)備進(jìn)行一個(gè)降溫，維護(hù)設(shè)備正常運(yùn)用。
3、廢氣處理進(jìn)程
3.1沸石分子篩轉(zhuǎn)輪吸附濃縮
沸石是一種晶體結(jié)構(gòu)的礦石，而咱們用到的沸石分子篩就歸于沸石的化合物。
沸石分子篩轉(zhuǎn)輪分為三部分：吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，每個(gè)部分都是由耐熱、耐溶劑的密封資料分隔開(kāi)來(lái)。沸石轉(zhuǎn)輪能夠在各個(gè)功用區(qū)域內(nèi)接連作業(yè)，同步進(jìn)行吸附脫附冷卻。
VOCs通過(guò)前端的過(guò)濾器進(jìn)行開(kāi)始過(guò)濾后，到沸石分子篩轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)。在吸附區(qū)（吸附區(qū)面積為S1）有機(jī)廢氣中VOCs被沸石分子篩吸附除掉，有機(jī)廢氣被凈化后從沸石分子篩轉(zhuǎn)輪直接排出，通過(guò)煙囪進(jìn)入空氣。
吸附在轉(zhuǎn)輪上的VOCs，在脫附區(qū)通過(guò)約200℃小風(fēng)量的熱風(fēng)處理而被脫附、濃縮，濃縮倍數(shù)一般為5~25倍。濃縮倍數(shù)n=吸附面積*吸附速度/脫附面積/脫附速度。
脫附后的沸石轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)被冷卻。通過(guò)冷卻區(qū)的空氣，通過(guò)加熱后作為再生空氣運(yùn)用，到達(dá)節(jié)能的作用。以上流程重復(fù)循環(huán)，到達(dá)廢氣凈化的意圖。
3.2催化燃燒
催化氧化燃燒運(yùn)用轉(zhuǎn)輪通過(guò)脫附區(qū)后，VOCs 進(jìn)入脫附管路，通過(guò)脫附風(fēng)機(jī)進(jìn)入換熱器換熱，催化燃燒發(fā)生的部分熱量通過(guò)換熱被VOCs從頭帶入催化燃燒器內(nèi)，加熱升溫進(jìn)行催化劑催化處理，催化燃燒技術(shù)能夠在較低溫度（300℃~500℃）下完成對(duì)VOCs95%以上凈化功率，徹底反響后生成CO2和H2O，一起放出很多熱，發(fā)生的熱量一部分通過(guò)混合罐進(jìn)入轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)對(duì)吸附在轉(zhuǎn)輪上的VOCs進(jìn)行脫附；一部分進(jìn)入換熱器換熱，換熱后的部分熱量通過(guò)煙囪排出，另一部分被通過(guò)換熱器的VOCs從頭帶入催化燃燒器。重復(fù)循環(huán)運(yùn)用，能夠***極限的下降能量損耗，一起完成廢氣自我催化分化的作用。
3.3電氣控制
沸石轉(zhuǎn)輪吸附－熱空氣脫附催化燃燒對(duì)VOCs處理的完成還需要一套相對(duì)應(yīng)的電控體系，控制體系選用PLC控制，具有設(shè)備主動(dòng)/手動(dòng)、本地/長(zhǎng)途、吸附風(fēng)機(jī)風(fēng)速切換控制、一起還裝備了設(shè)備工況監(jiān)督、流程畫(huà)面顯現(xiàn)、參數(shù)顯現(xiàn)及設(shè)置、報(bào)警顯現(xiàn)、主動(dòng)連鎖維護(hù)、數(shù)據(jù)顯現(xiàn)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙τ茫⒃O(shè)有緊迫泊車(chē)，報(bào)警提示等功用。
PLC控制體系，對(duì)要害設(shè)備的作業(yè)狀況、要害點(diǎn)的溫度和壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，便于評(píng)價(jià)設(shè)備的作業(yè)狀況；共設(shè)有吸附風(fēng)機(jī)控制、沸石分子篩轉(zhuǎn)輪單元控制、脫附風(fēng)機(jī)控制、燃燒器催化氧化控制、安全應(yīng)急控制、電路維護(hù)等控制單元。手動(dòng)控制只能***自控制一個(gè)控制單元進(jìn)行操作，主動(dòng)控制能夠依照程序設(shè)定使整套設(shè)備進(jìn)行接連性作業(yè)，確保設(shè)備安穩(wěn)。
PLC自控體系包括以下幾個(gè)***色：
節(jié)能控制：設(shè)備發(fā)動(dòng)、中止、毛病等不同狀況下，PLC 能夠主動(dòng)履行不同控制形式，***化下降設(shè)備的待機(jī)能耗。
預(yù)警防護(hù)：設(shè)備溫度、壓力等控制點(diǎn)發(fā)生反常時(shí)，宣布聲光報(bào)警信號(hào)，并主動(dòng)做應(yīng)急處理。
急停控制：設(shè)備PLC控制體系預(yù)留急停信號(hào)，當(dāng)設(shè)備呈現(xiàn)緊迫狀況時(shí)作為***先控制等級(jí)***時(shí)間中止設(shè)備作業(yè)。
畫(huà)面監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備上各個(gè)信號(hào)點(diǎn)的作業(yè)狀況，通過(guò)畫(huà)面作業(yè)狀況對(duì)設(shè)備當(dāng)下的作業(yè)功能有直觀的了解。
4、廢氣處理作用
企業(yè)現(xiàn)狀生產(chǎn)中，車(chē)間混粉工序華夏輔資料中運(yùn)用含有蒸發(fā)性有機(jī)物。車(chē)間烘箱、混捏機(jī)、真空混勻機(jī)及干燥室等設(shè)備，這些設(shè)備都是在密閉空間中生產(chǎn)，發(fā)生的廢氣都是通過(guò)設(shè)備本身的廢氣搜集管道排出，車(chē)間廢氣捕集功率為95%。車(chē)間工藝廢氣經(jīng)布袋除塵器處理后排放。通過(guò)除塵器的廢氣通過(guò)沸石轉(zhuǎn)輪+熱空氣脫附催化燃燒設(shè)備，經(jīng)電控體系******化的控制，在既能夠處理廢氣又節(jié)能的狀況下，處理作用顯著。
減排前企業(yè)VOCs排放量為52.937t/a。增加了一套“沸石轉(zhuǎn)輪+熱空氣脫附催化燃燒設(shè)備”對(duì)VOCs進(jìn)行減排處理；減排作業(yè)后，企業(yè)VOCs排放量為5.38t/a，企業(yè)VOCs減少量47.557t/a，減少百分比為89.8%。可知，VOCs減排后減排作用較顯著。
5、總結(jié)
轉(zhuǎn)輪吸附+催化燃燒能夠在處理***風(fēng)量、高濃度的VOCs時(shí)，基本上能夠凈化一切含有VOCs的廢氣，也能夠自我調(diào)理處理廢氣中VOCs的組成和濃度的改變、動(dòng)搖，在適宜的廢氣濃度條件下無(wú)需增加輔佐燃料而完成自供熱操作。
跟著***家和公民的環(huán)保認(rèn)識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，針對(duì)環(huán)保的處理要求也會(huì)越來(lái)越高；一起轉(zhuǎn)輪和催化燃燒的技術(shù)也在日益進(jìn)步，未來(lái)會(huì)在更多的行業(yè)界得到運(yùn)用，VOCs處理的作用也將愈加的有用。
