工艺原理:转轮吸附+催化燃烧
本工艺采用沸石分子筛吸附净化,配以热空气脱附 ,浓缩后的 VOC 采用催化燃烧方式处理,满足达标排放的要求。
工作过程如下:正常工作状态下,废气在引风机作用下,通过转轮吸附后达标排放;(净化过程)
吸附 时间后,对分子筛进行热空气脱附 ,以恢复其吸附性能。( 过程)
脱附下来的 VOC 分子通过催化燃烧 分解后再排放(燃烧过程)
介质 利用 CTO 余热,无需额外能量。
分子筛沸石转轮应用介绍与筛固定床吸附技术
(一)、分子筛沸石转轮应用介绍
分子筛通常是指吸附剂或薄膜类物质,此类物质具有均匀的微孔、且孔径大小与一般分子相当。分子筛的筛分作用是指依据分子筛孔径大小,用来筛分大小不同的流体分子的作用。具有筛分作用的物质有很多,常见的有:天然及人工合成的沸石、有机高分子膜、无机物的薄膜等。分子筛沸石转轮是应用较广的具有筛分作用的物质。有些沸石孔径很小没有筛分分子作用,又有些沸石热稳定性较差,致使其无法在工业上应用,所以并非所有沸石都可作为分子筛来使用,但通常情况下所说的“沸石”或“分子筛”指的是具有筛分作用的沸石,即分子筛沸石转轮。
依据分子筛沸石转轮来源的不同,可分为天然沸石和人工合成的沸石两大类。
天然沸石属于网硅酸盐类,分子筛中的某些矿物受到加热灼烧时,内部的水分产生类似沸腾的现象,因此称之为沸石。天然沸石一般埋藏在分布有火山岩及盐湖的地区,目前,天然沸石在气液体的干燥及分离、污水处理及土壤改良等各方面得到广泛应用,在催化领域,分子筛沸石转轮可作为催化剂或催化剂载体,随着地质勘探及矿物研究工作的进一步开展,人们会发现多具有不同功效的天然沸石。
随着工业的不断发展,天然沸石己不能满足工业生产的大规模需要,因此,用合成沸石代替天然沸石成为工业发展的迫切要求,从20世纪40年代末,人们便开始人工大规模合成分子筛沸石转轮。初期沸石的合成采用高温水热合成技术,这种技术模拟地质上生成沸石的环境,但因为在当时工业条件下实现高温、高压操作工艺比较困难,所以合成出的沸石种类比较少。之后人们发现沸石在合成时会呈现有化学平衡状态,此种状态被称为沸石相,沸石相的平衡状态非常接近低温水热合成过程,自此人们采用低温水热合成技术合成很多不多种类的沸石,沸石合成工作得到极大发展。现如今常用的分子筛的合成方法有溶胶一凝胶法、乳化法、微波水热法和水热法等,目前人工合成的分子筛沸石转轮种类己超过150种。
研究者通过有机物和无机物界面之间的相互作用,运用不同方法对无机材料进行合成并在必要时加以改性,得到了一系列孔径大小不同的分子筛,从孔径的尺寸一般可以分为两类:一类是孔径小于2nm的微孔分子筛,如X型分子筛、Y型分子筛等;另一类是孔径介于2nm--20nm的介孔分如MCM-41,USY,SBA-15等。合成沸石种类的增多进一步促进了沸石的应用范围,分子筛沸石转轮在石油天然气、环保、核废料处理、暖通空调等领域得到广发应用。
(二)、催化燃烧RTO筛固定床吸附技术
将固定床式吸附工艺应用于吸附VOCs。该催化燃烧CO工艺以分子筛为吸附层与蜂窝状荃青石合为一体,制成了整体式分子筛吸附剂,并将制备的产品用于广东某摩托生产喷涂车间,进行废气的处理,每日工作9h,该整体式分子筛吸附效率长期保持在90%以上,出口浓度满足排放标准。效果良好,具有较好的疏水性能,湿度对吸附剂的吸附和脱附几乎无影响,优于同体积的活性炭吸附装置。
以火电厂的粉煤灰为基体,采用不同浓度酸碱溶液对其进行改性,在不同的温度和时间下制备得到X分子筛,研究酸碱溶液对粉煤灰的理化性能影响,并模拟工厂固定床对进行吸附试验。
根据吸附实验结果得出,与工业活性炭相比,合成的分子筛用于工业生产是可行的,也实现了粉煤灰的再利用,降低了工业成本。
与苯相比,沸石对的吸附量大,强吸附对弱吸附苯存在置换,2种吸附剂均在120min内达到平衡。分子筛固定床吸附的工业应用拥有可观的市场前景,其吸附效率、疏水性能、循环以及成本控制均优于活性炭吸附剂,已在众多工业生产中得以应用。
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