大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣的燃燒或回收,不僅需要非常大規(guī)模的設(shè)備,而且會(huì)造成巨額運(yùn)行成本。對(duì)于該問(wèn)題,通過(guò)使用沸石分子篩吸附濃縮裝置可以將低濃度大風(fēng)量的有機(jī)廢氣濃縮成高濃度小風(fēng)量,從而減低設(shè)備投資費(fèi)用和運(yùn)行成本,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效有機(jī)廢氣處理。
沸石轉(zhuǎn)輪在選型及使用過(guò)程要注意哪些事項(xiàng),成為VOCs治理行業(yè)技術(shù)人員及VOCs治理設(shè)備使用方需要密切關(guān)注的問(wèn)題。
金偉力等人發(fā)表的論文《具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪型吸附材料用于空氣中揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOC)的治理》對(duì)吸附分離濃縮裝置選用及使用中的注意事項(xiàng)做了相應(yīng)的論述:
1. 廢氣中粉塵及霧沫夾帶的預(yù)處理
由于研發(fā)的吸附轉(zhuǎn)輪是針對(duì)低濃度、大風(fēng)量VOC污染空氣的凈化過(guò)程。為了提高傳質(zhì)效率(增加吸附劑與污染空氣的接觸面積)、降低風(fēng)阻,在190um的陶瓷纖維紙的表面涂覆了厚度僅約為10um的分子篩薄層制成薄片吸附劑,然后將其加工成具有孔間距P=3.0mm,孔徑h=1.7mm的蜂窩孔道的轉(zhuǎn)輪。而且,通常吸附轉(zhuǎn)輪的厚度僅為400~450mm。當(dāng)處理廢氣中夾帶有VOC霧沫或是夾帶粉塵時(shí),由于以下原因:①VOC含量超過(guò)吸附劑的吸附容量,造成去除效率急劇降低;②造成蜂窩孔道及分子篩表面微孔的堵塞,引起風(fēng)阻增加、吸附效率降低。所以在使用吸附分離濃縮裝置時(shí),需要設(shè)置粉塵過(guò)濾網(wǎng)或是霧沫去除裝置等廢氣預(yù)處理設(shè)備。
此外,當(dāng)被處理污染空氣溫度高于45℃或者相對(duì)濕度大于85%RH時(shí),由于溫度和相對(duì)濕度的影響,吸附除去效率會(huì)急劇下降。為了保證較高的凈化效率,需要設(shè)置冷卻及除濕設(shè)備對(duì)污染的空氣進(jìn)行預(yù)處理。
2. 吸附轉(zhuǎn)輪的水清洗再生
吸附轉(zhuǎn)輪經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后,總會(huì)有一些灰塵或是高沸點(diǎn)的VOC物質(zhì)附著在吸附過(guò)程入口側(cè)的表面或是蜂窩狀孔道的表面。導(dǎo)致風(fēng)阻增加、吸附除去效率降低。通常,在停機(jī)檢修時(shí),用高壓空氣對(duì)吸附轉(zhuǎn)輪進(jìn)行吹掃即可清除其表面附著的灰塵,恢復(fù)其本來(lái)性能。但是,當(dāng)灰塵與高沸點(diǎn)的VOC或者油類物質(zhì)一起附著在吸附轉(zhuǎn)輪表面時(shí),僅僅靠高壓空氣吹掃很難除掉。此時(shí)可采用熱水或者是低壓水蒸氣對(duì)吸附轉(zhuǎn)輪進(jìn)行清洗凈化、實(shí)現(xiàn)再生。該方法尤其對(duì)水溶性VOC特別有效。由于吸附轉(zhuǎn)輪是用無(wú)機(jī)粘合劑將分子篩涂覆在陶瓷纖維紙表面制造而成的。水洗時(shí)不僅轉(zhuǎn)輪不會(huì)龜裂變形,也不會(huì)發(fā)生由于分子篩脫落所導(dǎo)致的性能劣化,使用壽命縮短等問(wèn)題。
3. 吸附轉(zhuǎn)輪的高溫再生
一般來(lái)說(shuō),由于集成電路或者液晶顯示屏等生產(chǎn)過(guò)程的廢氣中含有高沸點(diǎn)物質(zhì),易發(fā)生聚合的有機(jī)物。在對(duì)其進(jìn)行吸附凈化處理時(shí),在通常的標(biāo)準(zhǔn)再生溫度(180~200℃)操作條件下,會(huì)發(fā)生由于脫附不完全或者由于聚合反應(yīng)生成的高沸點(diǎn)物質(zhì)蓄積在吸附轉(zhuǎn)輪中。這樣不僅造成吸附凈化效率降低,而且當(dāng)吸附轉(zhuǎn)輪中蓄積的VOC超過(guò)一定含量時(shí),即使實(shí)在標(biāo)準(zhǔn)再生溫度操作情況下也有發(fā)生VOC自燃導(dǎo)致吸附轉(zhuǎn)輪燒損或是引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)性。
如果蓄積的VOC為水溶性,可以采用前述的水洗方法將蓄積在轉(zhuǎn)輪中的VOC溶出,使轉(zhuǎn)輪得到再生。但是,如果蓄積賦活方法就是對(duì)于通常采用標(biāo)準(zhǔn)再生溫度(180~200)的系統(tǒng),定期(一般每隔2~6個(gè)月)實(shí)施高溫再升(300℃)運(yùn)轉(zhuǎn),高溫再生運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間一般為12~24小時(shí),這樣就可以使蓄積在吸附轉(zhuǎn)輪中的高沸點(diǎn)VOC完全脫附、吸附轉(zhuǎn)輪得到賦活。
高溫再生的效果驗(yàn)證試驗(yàn)的一個(gè)結(jié)果在表3中給出。實(shí)驗(yàn)方法是:分別用熱重量測(cè)定(TG)——差熱分析儀(DTA)、比表面積測(cè)試儀對(duì)未使用的新品吸附轉(zhuǎn)輪①、在通常標(biāo)準(zhǔn)再生溫度(180~200℃)操作條件下經(jīng)過(guò)3年使用后的吸附轉(zhuǎn)輪②、對(duì)②進(jìn)行12小時(shí)高溫再生(300℃)后的吸附轉(zhuǎn)輪③中的有機(jī)物含量(wt%)、吸附劑的微孔容積(cm³/g)、BET比表面積(㎡/g)進(jìn)行了測(cè)定,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見(jiàn)、與未使用的新品①相比,在通常標(biāo)準(zhǔn)再生溫度(180~200℃)操作條件下經(jīng)過(guò)3年使用后的吸附轉(zhuǎn)輪②由于高沸點(diǎn)有機(jī)物的蓄積,吸附劑的微孔容積、比表面積均大幅度減少。然而,經(jīng)過(guò)12小時(shí)的高溫再生(300℃)后,吸附轉(zhuǎn)輪③中的有機(jī)物含量、吸附劑的微孔容積、比表面積等指標(biāo)均有很大程度的恢復(fù)與改善,高溫再生效果得到證實(shí)。
高溫再生方法實(shí)施的前提條件是:①吸附轉(zhuǎn)輪本身要耐高溫;②采用耐高溫的密封材料及密封構(gòu)造;③選用耐高溫性再生空氣鼓風(fēng)機(jī);④要有300℃以上的再生空氣用熱源。
來(lái)源:環(huán)保