沸石轉(zhuǎn)輪技術(shù)原理及設(shè)計(jì)關(guān)鍵

 

一、沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)簡介

該系統(tǒng)系結(jié)合吸附、脫附及濃縮燃化三項(xiàng)操作單元為一體，是現(xiàn)在供給防治VOCs之較完善設(shè)備，但造價(jià)及操作保護(hù)本錢偏高，并不適用于直接處理高沸點(diǎn)揮發(fā)性有機(jī)物是其約束地點(diǎn)。

較合適每分鐘600立方公尺（CMM）高風(fēng)量以上、VOCs之總碳?xì)浠衔餄舛冉橛?00-1000ppm之廢氣***性廠家運(yùn)用。但若廢氣中含有較多量之高沸點(diǎn)物質(zhì)，則并不合適***自、直接運(yùn)用此系統(tǒng)處理之。高沸點(diǎn)VOCs雖簡略吸附于沸石轉(zhuǎn)輪上，但由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)之安全考量，使得脫附高沸點(diǎn)VOCs溫度缺乏，所以往往構(gòu)成脫附不易，且高沸點(diǎn)VOCs將積蓄其上、占有吸附方位，影響系統(tǒng)全體效能。若VOCs廢氣中含有較多量之高沸點(diǎn)物質(zhì)，欲運(yùn)用沸石吸附濃縮系統(tǒng)操控，主張于進(jìn)入系統(tǒng)前端加裝冷凝器、活性碳網(wǎng)柵及除霧器等設(shè)備，如此將可有用處理高沸點(diǎn)VOCs。

而若是廢氣中含有高濃度之顆粒，則有必要以微粒處理設(shè)備設(shè)置于沸石轉(zhuǎn)輪之前端，以防止這些顆粒于沸石之蜂巢結(jié)構(gòu)中堆積，其間***簡略的微粒過濾設(shè)備為單層涂布，但其僅針對(duì)較***顆粒之過濾效果較佳，無法有用處理較小粒徑之顆粒，因而適用于既設(shè)、無空間之工廠，其對(duì)沸石轉(zhuǎn)輪之壽數(shù)延伸仍然有限。而擬新設(shè)置之工廠，若能預(yù)留空間給較有用之微粒處理設(shè)備（如袋式集塵設(shè)備），方可使沸石轉(zhuǎn)輪之壽數(shù)有用延伸之。

若無法承認(rèn)VOCs廢氣中是否有其他廢氣混入或含有較多量之高沸點(diǎn)物質(zhì)，欲運(yùn)用沸石吸附濃縮系統(tǒng)操控，主張：

（1）設(shè)置顆粒物過濾設(shè)備。

（2）定時(shí)以清潔水保養(yǎng)清洗。

能接受水洗程序處理之轉(zhuǎn)輪，可依廠內(nèi)所處理之廢氣所含高沸點(diǎn)VOCs物質(zhì)濃度情況，當(dāng)令以潔清水清洗沸石吸附轉(zhuǎn)輪。唯清洗時(shí)須***別注意水質(zhì)情況，若其間含有很多鈣、鎂等離子，將或許會(huì)在沸石內(nèi)生成碳酸鹽或碳酸氫鹽，堵塞沸石之蜂巢狀孔隙；而水中之氯仿或許占有沸石內(nèi)吸附方位，阻止處理廢氣內(nèi)所含VOCs之吸附功能，此外水中所含微量之重金屬物質(zhì)亦會(huì)毒化沸石，這將跟著清洗次數(shù)及水質(zhì)水量情況而有不同之影響；為戰(zhàn)勝沸石吸附轉(zhuǎn)輪之蜂巢狀孔道及其結(jié)構(gòu)使得一般清洗水無法深化轉(zhuǎn)輪內(nèi)部，有研討選用如下的清洗程序。

運(yùn)用高壓噴嘴將清洗水構(gòu)成微細(xì)霧滴狀，并以系統(tǒng)冷卻端之潔凈空氣為載流，先將微細(xì)霧滴狀之清水?dāng)y入沸石孔道內(nèi)實(shí)施逆洗程序后，再從另一邊之吸附端吸入潔凈空氣匯流，除可將附著于沸石內(nèi)部之水氣攜出視為***二道清洗外，亦可完結(jié)沸石枯燥之程序，如此兩階段之清洗轉(zhuǎn)輪，其耗水量經(jīng)計(jì)算可為以往傳統(tǒng)辦法之20%至30%，能***幅下降廢水量，故可在本錢考量下順暢、有用進(jìn)行沸石轉(zhuǎn)輪之清洗。

（3）于操作程序中進(jìn)步脫附熱容量。

除于系統(tǒng)前增設(shè)預(yù)處理系統(tǒng)、定時(shí)實(shí)施水洗保養(yǎng)程序外，亦可藉由進(jìn)步脫附熱容量之日常操作參數(shù)改進(jìn)高沸點(diǎn)VOCs對(duì)系統(tǒng)所構(gòu)成之影響，其實(shí)施之辦法可運(yùn)用進(jìn)步再生溫度及進(jìn)步再生風(fēng)量來達(dá)到。

系統(tǒng)操作工作時(shí)，即給予滿足之熱容量貫穿整個(gè)沸石吸附區(qū)，使距再生端較遠(yuǎn)處仍然有充分之熱量將吸附其上之高沸點(diǎn)VOCs物質(zhì)脫附下來，削減其發(fā)生積蓄聚合、占有吸附方位影響效能。

二、沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的組成

沸石吸附濃縮轉(zhuǎn)輪燃化系統(tǒng)系運(yùn)用吸附－脫附－濃縮燃化等三項(xiàng)接連程序，其設(shè)備***性合適處理高流量、低污染物濃度及含多物種之VOCs 廢氣，其主要運(yùn)用于排放較淡薄且挨近周界溫度之污染物工業(yè)，典型運(yùn)用如影印、涂裝制程及半導(dǎo)體工廠等相關(guān)工業(yè)。

沸石吸附轉(zhuǎn)輪組合(Cassette)為一中心軸承與軸承周圍之支撐圓形結(jié)構(gòu)支撐著轉(zhuǎn)體，轉(zhuǎn)體由沸石吸附介質(zhì)與陶瓷纖維制成。轉(zhuǎn)輪上包括用以分隔處理廢氣及處理后釋出潔凈氣體之密封墊，其原料為需能接受VOCS 腐蝕性及高操作溫度之柔軟資料制成(一般為硅)。密封墊將蜂巢狀沸石吸附轉(zhuǎn)輪組合阻隔成根本之吸附區(qū)(Adsorption zone) 及再生脫附區(qū)(Regenerationzone；desorption zone)，但為進(jìn)步轉(zhuǎn)輪之吸附處理才能，則常見于前二區(qū)間加一阻隔冷卻區(qū)(Cooling zone or Purge zone)。一般吸附區(qū)為較***，而脫附區(qū)及冷卻區(qū)則為兩個(gè)較小且面積持平之處理側(cè)。有時(shí)為***別需求亦可分紅更多串聯(lián)區(qū)；而吸附轉(zhuǎn)輪由一組電動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備用以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪，故轉(zhuǎn)輪處理時(shí)為可變速、且可操控每小時(shí)旋轉(zhuǎn)2 至6 轉(zhuǎn)之才能。

工廠所排放出之VOCS 廢氣進(jìn)入系統(tǒng)后，***階段系通過疏水性沸石所組成之轉(zhuǎn)輪，VOCS 污染物質(zhì)***先于轉(zhuǎn)輪上進(jìn)行吸附；***二階段之脫附程序是由與后端燃化系統(tǒng)熱交換后預(yù)熱之經(jīng)冷卻區(qū)處理后廢氣(約180 至250 ℃)，使其通入轉(zhuǎn)輪內(nèi)運(yùn)用高溫將有機(jī)物脫附下來，此刻出流污染物濃度***約可操控為入流廢氣之5 至20 倍左右，而脫附下來之有機(jī)物則可于***三階段進(jìn)行溫度于700℃以上之燃化或進(jìn)行冷凝收回再運(yùn)用等程序，如此能夠削減后續(xù)之廢氣處理單元尺寸、操作經(jīng)費(fèi)及設(shè)備初設(shè)費(fèi)用。

沸石轉(zhuǎn)輪之處理單元如下：

（1）沸石轉(zhuǎn)輪的機(jī)體是由一些***定的固體基材涂布上一層吸附劑粉末組成，基材是以陶瓷或玻璃或活性碳纖維經(jīng)燒結(jié)所做成，其間陶瓷纖維因具有耐高溫、熱穩(wěn)定性高、可水洗、不行燃及耐酸堿的***性而***受廣泛運(yùn)用，吸附劑的品種則視欲處理的氣體成分而有所不同，一般可選用活性炭、沸石等。轉(zhuǎn)輪厚度一般為25cm-45cm。

（2）沸石轉(zhuǎn)輪之基質(zhì)為陶瓷纖維外表涂布一層吸附劑，一般為活性炭或疏水性沸石，制成蜂巢狀圓形轉(zhuǎn)輪，再分為兩個(gè)區(qū)域，分別為吸附處理區(qū)及再生脫附區(qū)，但為進(jìn)步轉(zhuǎn)輪之吸附才能，有時(shí)會(huì)設(shè)計(jì)于兩區(qū)之間多一個(gè)冷卻區(qū)，一般吸附區(qū)較***，脫附區(qū)與冷卻區(qū)為兩個(gè)較小且面積持平之處理區(qū)域。

（3）熱收回設(shè)備：將VOCs燃燒或氧化后之潔凈空氣其溫度高達(dá)500-700℃，將此部分空氣經(jīng)由熱交換器將熱能加以收回，一起將潔凈空氣溫度下降后將其導(dǎo)至轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)為轉(zhuǎn)輪進(jìn)行脫附效果；若溫度太高則轉(zhuǎn)輪或許發(fā)生燃燒，因而進(jìn)入轉(zhuǎn)輪之溫度不行太高，一般會(huì)設(shè)置兩段熱收回設(shè)備并增設(shè)一鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)入新鮮空氣與燃燒后之空氣混合，以操控脫附溫度在180-220℃之范圍內(nèi)。為處理VOCs廢氣，除了沸石吸附濃縮轉(zhuǎn)輪燃化系統(tǒng)外，并可在制程端如光阻涂布機(jī)臺(tái)或去光阻制程廢氣出口端加裝冷凝器，預(yù)先分流處理高沸點(diǎn)VOCs（如MEA、BDG、DMSO）。