沸石轉(zhuǎn)輪有哪些核心運行參數(shù)？
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沸石轉(zhuǎn)輪是VOCs治理工程中的核心設備之一，目前國產(chǎn)化替代做的功課不少。針對涂裝、包裝等VOCs治理重點行業(yè)，沸石轉(zhuǎn)輪的應用可謂非常廣泛。那其有哪些核心運行參數(shù)？下面我們來看看：
一
沸石轉(zhuǎn)輪的核心參數(shù)和試驗方法
沸石轉(zhuǎn)輪的核心參數(shù)包含 轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速、入口廢氣的溫濕度、脫附溫度、脫附風量、吸附溫度、燃燒爐溫度、濃縮倍率 等，參數(shù)的設置可以分為正向設置和負向設置，正向設置和負向設置均可能導致效率的提升和降低，每個參數(shù)的正向設置和負向設置就像一個蹺蹺板，需要找到最優(yōu)平衡點。
例如：針對一種有機廢氣成分，在其他參數(shù)既定的條件下，沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速設置在2.6次/h為最佳處理效率，高于或低于2.6次/h均會降低處置效率。為了找到蹺蹺板的最佳點，通過工程系統(tǒng)法尋找每個參數(shù)設置最佳點，即設定同一種（類）有機廢氣，其他參數(shù)不變條件下，對一個參數(shù)進行調(diào)整，畫出該參數(shù)的“效率—參數(shù)”曲線圖，曲線圖的最高點即是最佳處理效率點。
按照同樣方法找到每個參數(shù)的最佳處理效率點，再根據(jù)參數(shù)相互制約關系和排放值，進行微調(diào)參數(shù)，即可達到最佳處理效率，一般可達到98%以上。
二
沸石轉(zhuǎn)輪的核心參數(shù)與處理效率分析
以某電子器件制造工廠為例，有機廢氣入口經(jīng)過前處理后質(zhì)量濃度值一般為200～300mg/m3，沸石轉(zhuǎn)輪對不同有機物吸附效率均值可以達到95%，通過優(yōu)化參數(shù)部分有機物吸附效率均值可以高達99%。
基于該工廠經(jīng)過長達半年的參數(shù)試驗和數(shù)據(jù)積累，摸索出一套行之有效的參數(shù)設置解決方法—系統(tǒng)設置參數(shù)法，通過反復試驗和摸索，對 沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速、入口廢氣的溫濕度、脫附溫度、吸附溫度、脫附風量、燃燒爐溫度、濃縮倍率、冷卻區(qū) 等參數(shù)采用系統(tǒng)法調(diào)整，可以使有機廢氣處理效率達到最佳效果，使非甲烷總烴排放質(zhì)量濃度維持在5mg/m3左右，有機廢氣處理系統(tǒng)見下圖。
2.1
待處理廢氣的溫度和濕度
沸石轉(zhuǎn)輪的吸附過程實質(zhì)是放熱反應，進口廢氣的偏高會影響吸附過程，降低吸附效率，因此 進口的廢氣溫度越低越有利于吸附效率的提高 ，但 溫度過低廢氣的含水率就會升高，水分子會進入沸石蜂巢，降低沸石吸附效率 ，因此 進口廢氣溫度和濕度是沸石轉(zhuǎn)輪吸附效率高低的第一對互相制約的參數(shù) ，就像溫度和濕度在蹺蹺板兩頭，需找到最佳的平衡點。
這里說的濕度是指相對濕度，相對濕度和溫度有一定關系，在絕對濕度(含濕量)不變的情況下，溫度降低，相對濕度會增加，因此溫度也盡可能的低，但 相對濕度一般不超過70%為宜 ，不然處理效率將急劇下降。
基于某公司有機廢氣處理在其他參數(shù)
既定條件下的溫度—效率曲線圖
2.2
沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速
沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速的快慢決定了以下： ①脫附時間、②吸附時間、③脫附區(qū)域升溫程度、④冷卻區(qū)降溫程度 等。
沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速過快會導致沸石脫附不徹底，殘留有機物影響吸附效果；吸附區(qū)停留時間短，沸石未充分吸附；沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速過慢會導致脫附區(qū)停留時間長，沸石溫度高，不利于沸石在吸附區(qū)進行吸附，吸附區(qū)停留時間長，沸石吸附達到飽和，吸附效率降低。
因此 轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的快與慢是有機廢氣處理效率高低的第二對互相制約的參數(shù) ，同時影響著吸附區(qū)域的溫度高低，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速快與慢蹺蹺板的平衡點是至關重要的一項，下圖是在其他參數(shù)既定條件下轉(zhuǎn)速和效率曲線圖，從圖中可以看出 沸石轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速為3-4.5轉(zhuǎn)/h時處理效率較佳 。
2.3
沸石轉(zhuǎn)輪的脫附溫度
脫附溫度存在高和低兩個方向設置，脫附區(qū)域脫附溫度偏高會使沸石溫度高，有利于脫附，但當轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)到吸附區(qū)域，沸石溫度偏高不利于吸附，且運行安全火災風險增加；脫附溫度偏低會造成沸石脫附不徹底，沸石存有殘留有機物不利于吸附，降低吸附效率。
因此 脫附溫度的高低不僅僅影響著脫附的效率，還影響著吸附階段的沸石溫度高低，間接影響到吸附的處置效率，是一個很有意思的蹺蹺板。
脫附溫度一般根據(jù)有機物成分的沸點設置，異丙醇、丙酮沸點分別為82.4℃和56.5℃，高沸點的單甲基醚丙二醇、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇單甲醚沸點分別為146℃和160～240℃，基于沸石的厚度需熱傳導和脫附吸熱的特性，因此 脫附溫度需高于沸點溫度，一般脫附溫度在180～210℃時處理效率較佳 ，且火災風險較低，過高會影響吸附區(qū)的處理效率和存在火災風險。另外定期對沸石進行再生，去除沸石中殘留物，避免影響處理效率。
2.4
濃縮倍數(shù)
濃縮倍數(shù)=待處理廢氣風量×處理效率/脫附風量 ，從公式可以看出濃縮倍數(shù)實質(zhì)是有效吸附風量和脫附風量的比率，濃縮倍數(shù)高則吸附效率降低，濃縮倍數(shù)低則吸附效率高。
因為濃縮倍率高則待處理廢氣風量增加，沸石吸附有機物量增加，沸石轉(zhuǎn)輪脫附風量相對變低，則脫附量相對變低，達到一定臨界值時，脫附區(qū)沒有100%脫附，則處置效率降低；濃縮倍率降低待處理廢氣風量減少，沸石吸附有機物量減少，脫附量相對變高，沸石轉(zhuǎn)輪100%脫附，則處置效率升高。
但低濃縮廢氣會大幅度增加燃燒爐的燃料成本，降低運行的經(jīng)濟性， 濃縮倍數(shù)對處理能力、處理效率和經(jīng)濟性是一個平衡關鍵要素 。下圖是在其他參數(shù)既定條件下的濃縮倍數(shù)和效率曲線圖。
2.5
吸附溫度
從待處理有機廢氣溫度-效率曲線圖可以看出，由于有機物的結露點、沸石的吸附特性等因素影響， 沸石吸附區(qū)溫度越低，吸附效率就越高 。
吸附溫度是有廢氣入口溫度、轉(zhuǎn)輪在吸附區(qū)的沸石溫度等綜合因素決定 ，沸石吸附區(qū)的溫度由脫附區(qū)溫度和轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速決定，為了迅速降低沸石吸附區(qū)的溫度，一般在脫附區(qū)和吸附區(qū)過度區(qū)間增加沸石冷卻區(qū)，提高吸附區(qū)吸附效率。
一般用吸附區(qū)的廢氣出口溫度作為參數(shù)進行監(jiān)控， 廢氣出口溫度控制在120℃以下為宜 ，可以提高吸附區(qū)處理效率和降低火災風險。
除了以上因素外， 燃燒爐的溫度、脫附區(qū)和吸附區(qū)的風壓比及其區(qū)間的密封性、待處理廢氣的粉塵、含有過高的高沸點物質(zhì) 等也會對處理效率和最終排放值有影響。
燃燒爐溫度過低導致高濃度有機廢氣燃燒不充分，匯集到排放口會導致排放濃度升高，燃燒爐溫度過高，存在燃料浪費且運行的安全風險， 一般設置燃燒爐燃燒溫度宜在：750℃-850℃ 。
脫附區(qū)和吸附區(qū)密封不嚴，脫附區(qū)壓力過度高于吸附區(qū)，高濃度廢氣會進入吸附區(qū)，降低吸附區(qū)吸附能力。待處理廢氣含有粉塵和高沸點物質(zhì)在脫附區(qū)不能有效去除，導致沸石吸附能力降低，進而影響處理效率。
三
小 結
沸石轉(zhuǎn)輪處理有機廢氣特點鮮明，使原本高風量、低濃度的有機廢氣，轉(zhuǎn)換成低風量、高濃度的廢氣，且吸附、脫附效率高，沸石使用壽命長，可連續(xù)運轉(zhuǎn)，處理有機廢氣成本低，但因影響參數(shù)多，使其達到最佳處理效率較難，調(diào)整沸石轉(zhuǎn)速運行參數(shù)，需考慮多方面因素的影響。
需考慮待處理廢氣的溫濕度、轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速、脫附溫度等關鍵參數(shù)的設置：
1
待處理廢氣的溫度適宜控制在25℃，相對濕度不超過70%；
2
沸石轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速適宜控制在3～4.5轉(zhuǎn)/h；
3
沸石轉(zhuǎn)輪脫附溫度適應控制在180～210℃；
4
濃縮倍數(shù)不宜高于17倍；
5
燃燒爐燃燒溫度控制在：750～850℃。
來源： 大城 小E、 長三角VOCs治理產(chǎn)學研用聯(lián)盟等，VOCs減排工作站再編輯。
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