沸石转轮吸附浓缩.pdf

+催化燃烧

蜂窝转轮吸附+催化燃烧处理技术是20世纪70年代由日本发明的一种有机废气处理系统，
吸附装置是用分子筛、活性碳纤维或含碳材料制备的瓦楞型纸板组装起来的蜂窝转轮，吸附
与脱附气流的流向相反，两个过程同时进行。这种系统在20世纪80年代初被我国引进和仿
制，但由于吸附元件(蜂窝转轮)以及系统关键部位连接技术都不过关，吸附与脱附的窜风问
题未得到根本解决，设备性能不稳定，因此国内应用较少，一直未能得到推广。
20世纪80年代末研制设计了固定床吸附+催化燃烧处理系统。该系统是将吸附材料装填
在固定床中，再将吸附床与催化燃烧装置组合成净化处理系统。该工艺系统的原理与上述蜂
窝转轮吸附+催化燃烧技术基本相同，但由于单件吸附床的吸附与脱附再生过程分开进行，在
操作上克服了蜂窝转轮净化系统吸、脱附易串气的缺点。经不断改进，系统配置更加合理，
净化效率高，运行节能效果显著，在技术上达到国际先进水平。该工艺系统非常适合处理大
气体量、低浓度的VOCs废气，其单套系统的废气处理量可以从几千m3/h到十几万m3/h。该
技术是我国真正自主创新的VOCs废气治理工艺，自1989年首次在国内推广，到目前已有数
百套该类系统与装置在使用。已经成为国内工业VOCs废气治理的主流产品之一，并预计在未
来仍将有很大的应用前景。

利用催化燃烧法进行工业有机废气治理，已普遍应用于汽车喷涂、磁带制造和飞机零部
件喷涂等。催化燃烧技术将挥发出来的大量有机溶剂充分燃烧。催化剂采用多孔陶瓷载体催
化剂，催化前的预热温度视VOCs种类而不同：聚氨酯380℃～480℃，聚酯亚胺480℃～580℃;
有机物浓度约1600mg/m3，净化效率平均为99%。

转轮浓缩+催化燃烧新工艺
1技术概况针对现行各种方法在处理低浓度、大风量的VOCs污染物时存在的设备投资大、
运行成本高、去除效率低等问题，国内企业研发了一种用于处理低VOCs浓度、大风量工业废
气的高效率、安全的处理工艺。该方法的基本构思是：采用吸附分离法对低浓度、大风量工
业废气中的VOCs进行分离浓缩，对浓缩后的高浓度、小风量的污染空气采用燃烧法进行分解
净化，通称吸附分离浓缩+燃烧分解净化法。具有蜂窝状结构的吸附转轮被安装在分隔成吸附、
再生、冷却三个区的壳体中，在调速马达的驱动下以每小时3～8转的速度缓慢回转。

吸附、再生、冷却三个区分别与处理空气、冷却空气、再生空气风道相连接。而且，为
了防止各个区之间窜风及吸附转轮的圆周与壳体之间的空气泄漏，各个区的分隔板与吸附转
轮之间、吸附转轮的圆周与壳体之间均装有耐高温、耐溶剂的氟橡胶密封材料。含有VOCs的
污染空气由鼓风机送到吸附转轮的吸附区，污染空气在通过转轮蜂窝状通道时，所含VOCs成
分被吸附剂所吸附，空气得到净化。随着吸附转轮的回转，接近吸附饱和状态的吸附转轮进
入到再生区，在与高温再生空气接触的过程中，VOCs被脱附下来进入到再生空气中，吸附转
轮得到再生。再生后的吸附转轮经过冷却区冷却降温后，返回到吸附区，完成吸附/脱附/冷
却的循环过程。由于该过程再生空气的风量一般仅为处理风量的1/10，再生过程出口空气中
VOCs浓度被浓缩为处理空气中浓度的10倍，因此，该过程又被称为VOCs浓缩除去过程。
-催化燃烧工艺流程见下图。

转轮吸附浓缩-催化燃烧工艺流程图

1号风机带动含VOCs废气经过转轮a区域，a区域为吸附区，根据不同的目标物可在转
轮中填充不同的吸附材料。吸附了VOCs的a区域随转轮转动来到b区域进行脱附。流经传热
1的高温气流将吸附于转轮上的VOCs脱附下来，并经过传热2达到起燃温度，随后进入催化
燃烧室进行催化氧化反应。由于转轮脱附之后又要进行吸附，所以在脱附区域旁边设冷却区
域c，以空气进行冷却，冷却之后的温空气经传热1变成脱附用热空气。催化燃烧反应之后
的热气流将部分热量传递给传热2、传热1后排至空气。为了防止催化燃烧室温度过高，设
置第三方冷却线路用于催化燃烧室的紧急降温。整个系统由2个监控系统组成，PC1负责监
控催化燃烧室、传热器的温度(其内部设电辅热装置以平衡温度波动)，PC2负责风机控制，
根据实际情况调节进气流量。PC2属于PC1的子级系统，当PC1监测到温度波动超过允许范
围时立刻将信息传递给PC2，PC2将收到的信息转成指令传递给各风机。
2新工艺的特点(1)吸附区旁路内循环的建立。当废气经过吸附区吸附后不达标，进入旁
路内循环，再次进行吸附处理。此旁路内循环的基本思路为消灭现有污染再吸纳新的污染。

(2)冷却风旁路建立。在工况十分复杂的情况下，VOCs浓度有可能陡然升高，此时将部
分冷却风引入到吸附区以降低脱附风量，同时在传热2后补充新风，以维系进入催化反应器
的风量在预设范围以内。此旁路的基本