沸石轉輪有哪些核心運行參數(shù)？
RTO焚燒爐、RTO、RCO專業(yè)生成廠家無錫澤川環(huán)境2023年6月17日訊 沸石轉輪是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：
沸石轉輪的核心參數(shù)和試驗方法
沸石轉輪的核心參數(shù)包含轉輪的轉速、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，沸石轉輪的轉速設置在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，進行微調參數(shù)，即可達到最佳處理效率，一般可達到98%以上。
沸石轉輪的核心參數(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)過前處理后質量濃度值一般為200～300mg/m3，沸石轉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，對沸石轉輪的轉速、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
沸石轉輪的吸附過程實質是放熱反應，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
沸石轉輪的轉速
沸石轉輪的轉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。
沸石轉輪的轉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；沸石轉輪的轉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。
因此轉輪轉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，轉輪轉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)既定條件下轉速和效率曲線圖，從圖中可以看出沸石轉輪轉速為3-4.5轉/h時處理效率較佳。
2.3
沸石轉輪的脫附溫度
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，但當轉輪轉到吸附區(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)溫度和轉輪轉速決定，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。
小 結
沸石轉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，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，調整沸石轉速運行參數(shù)，需考慮多方面因素的影響。
需考慮待處理廢氣的溫濕度、轉輪轉速、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
沸石轉輪轉速適宜控制在3～4.5轉/h；
3
沸石轉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
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