沸石轉輪應用中的關鍵點

席曉哲

（西安昱昌環境科技有限公司，西安 710100）

1 技術簡介

揮發性有機物（VOCs）轉輪吸附技術源于1950年美國人Bryant發明的轉輪除濕技術，瑞典人Carl Munters創新性的提出將吸附材料做成具有蜂窩狀結構的轉輪用于分離過程的概念。隨后，日本株式會社西部技研公司將加工成波紋形和平板形的陶瓷纖維紙用無機黏合劑黏結在一起后卷成具有蜂窩狀結構的轉輪，然后將疏水性沸石涂覆在蜂窩狀通道的表面得到吸附轉輪，并將其成功用于VOCs凈化處理。將沸石材料制成模塊，設計成沸石轉輪之后，將大風量、低濃度的廢氣通過沸石轉輪濃縮為高濃度、小風量的廢氣，從而減少設備的投入費用和運行成本，提高VOCs的處理效率，使沸石轉輪成為廢氣處理不可缺少的裝備之一。

2 需要注意的問題

2.1 廢氣成分

沸石是一種混合物，其成分不同，能夠吸附的VOCs組分也有所差異。因此，在選擇轉輪時，需明確廢氣的主要成分、含量、濃度、風量等參數，以便選擇更加合適的沸石材料，達到處理VOCs的目的。廢氣成分比較單一或者成分特性比較接近時，選用一級轉輪就能夠達到目的。但是，如果廢氣成分比較復雜，一級轉輪不能一次性處理的話，可以考慮使用兩級轉輪來處理，兩級轉輪可針對不同組分進行處理，能有效提高處理效率。

當廢氣中含有沸點高的VOCs時，如果脫附熱量不足，吸附劑沒有完全脫附，會使吸附劑在吸附區堆積。隨著時間的推移，會發生聚合反應，進而堵塞沸石的吸附位置，導致這一區域的吸附效率降低。為了使吸附在沸石中的高沸點VOCs完全脫附，避免造成高沸點VOCs的解吸困難，在進入吸附輪前要用濾布或活性炭對廢氣進行過濾，添加除霧器或冷凝器，先將高沸點VOCs去除。

2.2 廢氣冷卻

沸石的特性是在溫度較低時具有很強的吸附性能，溫度較高時呈現脫附性能。因此，為了使廢氣通過轉輪的沸石模塊時能被大量快速吸附，一般要求廢氣的溫度低于40℃，印刷等行業普遍能夠滿足這一要求。但是，個別企業的廢氣溫度較高，會導致沸石模塊的吸附處理效率不高。為了解決這一問題，需要在前段增加降溫措施。

降溫裝置設有冷卻塔、表冷器、循環水泵、閥門組件、閥組過濾器、管路、儀器儀表及溫控系統。在廢氣溫度高于35℃時，系統自動啟動循環冷卻系統。實際應用中會在過濾裝置后端增加循環冷卻水對廢氣進行間接式降溫，使進入沸石轉輪的廢氣溫度保持在35℃，沸石轉輪的吸附效率達到穩定。

2.3 廢氣的前處理

沸石轉輪的模塊被制成多層結構（見下圖），具有一定尺寸的孔道，廢氣通過時進行吸附，如果孔道堵塞，則無法吸附。為了保護沸石轉輪的吸附性能，廢氣進入沸石轉輪之前需進行預處理，使進入轉輪濃縮系統的塵埃粒子得到有效去除。

沸石模塊

一般在前段至少設置一級過濾，可以根據實際工況選擇過濾等級，有必要的話可以多加幾級過濾。如果前段有冷卻系統的話，有必要增加一級除濕裝置。常見的過濾形式組合有F5+F9兩級過濾、DPA+F5+F7+F9四級過濾等方式。過濾器一般采用袋式過濾器，不同等級的過濾器為模塊化設計，安裝方便。

控制系統中，在每層過濾器前后安裝在線壓差傳感器，可以根據不同等級的過濾袋設置相應的壓差報警值，當過濾系統的壓差達到設定的報警值，控制系統發出報警信號，起到提示作用。這也是控制系統的一大特色。

通過除塵、除濕處理之后的廢氣更加“干凈”，有助于延長沸石模塊的壽命。過濾后的廢氣進入沸石轉輪后，轉輪以較低的速度連續轉動，廢氣由吸附風機吹入轉輪吸附區，處理后的潔凈氣排入大氣，當轉輪吸附后轉到脫附區，少量潔凈氣與RTO燃燒室高溫氣進行熱交換后加熱為熱氣（180℃—200℃），使被吸附的VOCs脫附再生，而脫附下來的高濃度廢氣進入旋轉式RTO進行中高溫氧化。

2.4 脫附溫度控制

沸石模塊在一定溫度區間呈現脫附性能，一般將溫度控制在180℃—200℃，溫度最高不要超過220℃，避免余熱過多導致冷卻不完全，影響吸附段的效果。此外，增加脫附再生風量、降低濃度倍數，也可以達到充分的脫附再生效果。

在脫附溫度控制上，控制系統采用了一段式逐漸升溫的辦法。考慮沸石模塊在脫附過程中可能存在脫附不徹底、有VOCs殘留、故障停機后無法脫附的情況。因此，在脫附升溫初期，沸石模塊的升溫一定要有梯度，防止脫附過快造成脫附濃度急劇升高和溫度變化劇烈影響沸石模塊壽命。

3 結語

通過總結沸石轉輪運行維護中的經驗，有助于用戶提高沸石轉輪的壽命，減少維護成本。