沸石轉輪吸附-熱空氣脫附催化燃燒工藝流程
綜述了沸石轉輪吸附-熱空氣脫附催化燃燒的工藝流程、旋轉吸附原理、催化氧化和電氣控制。沸石轉輪能有效吸附VOCs，對處理這類廢氣有******的效果。
1.前言
目前霧霾天氣經常發生，影響環境中的空氣質量，揮發性有機化合物(VOCs)是污染環境質量的重要因素。VOCs是一種成分多樣、***性各異的混合氣體，主要包括苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、氯仿、三氯乙烷、二異氰酸酯(TDI)、二異氰基甲苯酯等，正常情況下使用原單一廢氣處理方式無法滿足處理要求[3]；VOCs的產生***致可分為:工業企業排放、汽車尾氣排放、石油揮發、溶劑使用源、燃燒源等。，因為VOCs可以直接或間接危害人體健康，而且污染范圍不僅在排放地點附近，還可以通過氣流運動傳播到一個城市和地區[4，5]。為了保護***氣環境，給我們帶來健康的生活，控制揮發性有機化合物的排放非常重要。***家也意識到控制VOCs的重要性，并相應出臺了一系列環保政策。控制揮發性有機化合物的***殊技術應運而生。其中，沸石轉輪吸附濃縮+熱空氣脫附催化氧化技術是將各種廢氣與催化燃燒相結合的新技術。
2.治理原則
該技術是基于沸石吸附面積***、不同溫度下分子間作用力不同的原理，通過催化燃燒后分解VOCs而設計的。
低溫時，車間內的VOCs通過過濾箱由***風量吸附風機過濾，再由沸石分子篩轉輪吸附，通過沸石轉輪的氣體可以直接排出；當吸附了***量VOCs的沸石轉輪進入高溫脫附區時，沸石轉輪上的VOCs分子被小風量的熱空氣脫附，轉化為高濃度廢氣，通過脫附風機送到后端的催化燃燒系統進行催化燃燒處理。分解產生的熱量一部分通過內部換熱重新進入催化燃燒系統，減少能量損失，一部分分解氣體直接排入空氣。在這個過程中，電控系統嚴格控制催化產生的熱量，當超過設定值時，通過調節脫附管道的自動閥來補充冷空氣，降低廢氣濃度。兩個子系統相互結合，反復循環，可以在沒有VOCs產生的情況下停止設備運行。同時，為了設備的處理和安全，有必要在停止催化氧化系統后降低這部分設備的溫度，以保護設備的正常使用。
3.廢氣處理流程
3.1沸石分子篩輪吸附濃度
沸石是一種具有晶體結構的礦石，我們使用的沸石分子篩屬于沸石化合物。
沸石分子篩轉輪分為吸附區、脫附區和冷卻區三個部分，每個部分由耐熱耐溶劑的密封材料隔開。沸石轉輪可以在每個功能區連續運行，同時進行吸附、脫附和冷卻。
揮發性有機化合物由前端的過濾器初步過濾，然后進入沸石分子篩轉輪的吸附區。吸附區(吸附區占地S1)有機廢氣中的VOCs被沸石分子篩吸附去除，凈化后的有機廢氣直接從沸石分子篩轉輪排出，通過煙囪進入空氣。
吸附在轉輪上的VOCs經200℃左右小風量的熱空氣處理后，在脫附區脫附濃縮，濃縮倍數一般為5-25倍。濃度因子n=吸附面積*吸附速度/脫附面積/脫附速度。
脫附的沸石轉輪在冷卻區冷卻。通過冷卻區的空氣被加熱作為再生空氣，從而達到節能的效果。以上過程反復循環，達到廢氣凈化的目的。
3.2催化燃燒
VOCs經過脫附區后，進入脫附管道，通過脫附風機進入換熱器進行換熱。催化燃燒產生的部分熱量通過熱交換被VOCs帶回到催化燃燒器中，被加熱進行催化劑催化處理。催化燃燒技術在較低溫度(300℃~500℃)下可達到95%以上的VOCs凈化效率，完全反應后產生CO2和H2O，同時釋放出***量的熱量，產生的熱量一部分通過混合罐進入，一部分進入換熱器進行換熱，換熱后的熱量一部分通過煙囪排出，另一部分由穿過換熱器的VOCs帶回催化燃燒器。重復回收可以***限度地減少能量損失，達到廢氣自催化分解的效果。
3.3電氣控制
沸石轉輪吸附-熱空氣脫附催化燃燒實現VOCs控制還需要一套相應的電控系統。控制系統由PLC控制，具有設備自動手動控制、本地遠程控制、吸附風機風速切換控制、設備工況監控、過程屏幕顯示、參數顯示及設置、報警顯示、自動聯鎖保護、數據顯示、數據傳輸等功能，以及緊急停機和報警提示。
PLC控制系統監控關鍵設備的運行狀態，關鍵點的溫度和壓力，便于評估設備的運行情況；共設置吸附風機控制、沸石分子篩轉輪單元控制、脫附風機控制、燃燒器催化氧化控制、安全應急控制、電路保護等控制單元。手動控制只能控制一個控制單元***立運行，自動控制可以使整套設備按照程序設置連續運行，保證設備的穩定性。
可編程控制器自動控制系統包括以下***點:
節能控制:PLC可在設備啟動、停止、故障等不同狀態下自動執行不同的控制模式，從而***限度地降低設備的待機能耗。
預警保護:當設備的溫度、壓力等控制點出現異常時，會發出聲光報警信號，并自動進行應急處理。
急停控制:設備的PLC控制系統保留急停信號，當設備出現緊急情況時，會在***時間停止設備的運行，作為***先控制級別。
屏幕監控:實時監控設備上各信號點的運行狀態，通過屏幕運行狀態直觀了解設備當前的運行性能。
4.廢氣處理效果
在目前的企業生產中，揮發性有機化合物是在車間混合過程中使用的原始輔料。車間烘箱、捏合機、真空混合機、烘房等設備均在密閉空間內生產，產生的廢氣通過設備本身的廢氣收集管道排出，車間廢氣收集效率為95%。車間工藝廢氣經袋式除塵器處理后排放。通過除塵器的廢氣經過沸石轉輪+熱空氣脫附催化燃燒裝置，由電子控制系統進行***化控制，既能處理廢氣又能節能，處理效果顯著。
從表中可以看出，減排前企業的VOCs排放量為52.937 t/a，增加了一套“沸石轉輪+熱空氣脫附催化燃燒裝置”來減少VOCs的排放；減排后，企業VOCs排放量為5.38t/a，企業VOCs減排47.557t/a，減排百分比為89.8%。因此，VOCs的減排效果是明顯的。
5.摘要
轉輪吸附+催化燃燒在處理***風量、高濃度的VOCs時，基本可以凈化所有含VOCs的廢氣，還可以自調節處理后廢氣中VOCs組成和濃度的變化和波動。在合適的廢氣濃度條件下，
無需添加輔助燃料即可實現自熱運行。
隨著***家和公民環保意識的增強，對環境保護的治理要求也會越來越高；與此同時，轉輪和催化燃燒技術也在日益完善，未來會在更多的行業使用，VOCs控制的效果會更加有效。
