沸石转轮应用中的关键点

席晓哲

（西安昱昌环境科技有限公司，西安 710100）

1 技术简介

挥发性有机物（VOCs）转轮吸附技术源于1950年美国人Bryant发明的转轮除湿技术，瑞典人Carl Munters创新性的提出将吸附材料做成具有蜂窝状结构的转轮用于分离过程的概念。随后，日本株式会社西部技研公司将加工成波纹形和平板形的陶瓷纤维纸用无机黏合剂黏结在一起后卷成具有蜂窝状结构的转轮，然后将疏水性沸石涂覆在蜂窝状通道的表面得到吸附转轮，并将其成功用于VOCs净化处理。将沸石材料制成模块，设计成沸石转轮之后，将大风量、低浓度的废气通过沸石转轮浓缩为高浓度、小风量的废气，从而减少设备的投入费用和运行成本，提高VOCs的处理效率，使沸石转轮成为废气处理不可缺少的装备之一。

2 需要注意的问题

2.1 废气成分

沸石是一种混合物，其成分不同，能够吸附的VOCs组分也有所差异。因此，在选择转轮时，需明确废气的主要成分、含量、浓度、风量等参数，以便选择更加合适的沸石材料，达到处理VOCs的目的。废气成分比较单一或者成分特性比较接近时，选用一级转轮就能够达到目的。但是，如果废气成分比较复杂，一级转轮不能一次性处理的话，可以考虑使用两级转轮来处理，两级转轮可针对不同组分进行处理，能有效提高处理效率。

当废气中含有沸点高的VOCs时，如果脱附热量不足，吸附剂没有完全脱附，会使吸附剂在吸附区堆积。随着时间的推移，会发生聚合反应，进而堵塞沸石的吸附位置，导致这一区域的吸附效率降低。为了使吸附在沸石中的高沸点VOCs完全脱附，避免造成高沸点VOCs的解吸困难，在进入吸附轮前要用滤布或活性炭对废气进行过滤，添加除雾器或冷凝器，先将高沸点VOCs去除。

2.2 废气冷却

沸石的特性是在温度较低时具有很强的吸附性能，温度较高时呈现脱附性能。因此，为了使废气通过转轮的沸石模块时能被大量快速吸附，一般要求废气的温度低于40℃，印刷等行业普遍能够满足这一要求。但是，个别企业的废气温度较高，会导致沸石模块的吸附处理效率不高。为了解决这一问题，需要在前段增加降温措施。

降温装置设有冷却塔、表冷器、循环水泵、阀门组件、阀组过滤器、管路、仪器仪表及温控系统。在废气温度高于35℃时，系统自动启动循环冷却系统。实际应用中会在过滤装置后端增加循环冷却水对废气进行间接式降温，使进入沸石转轮的废气温度保持在35℃，沸石转轮的吸附效率达到稳定。

2.3 废气的前处理

沸石转轮的模块被制成多层结构（见下图），具有一定尺寸的孔道，废气通过时进行吸附，如果孔道堵塞，则无法吸附。为了保护沸石转轮的吸附性能，废气进入沸石转轮之前需进行预处理，使进入转轮浓缩系统的尘埃粒子得到有效去除。

沸石模块

一般在前段至少设置一级过滤，可以根据实际工况选择过滤等级，有必要的话可以多加几级过滤。如果前段有冷却系统的话，有必要增加一级除湿装置。常见的过滤形式组合有F5+F9两级过滤、DPA+F5+F7+F9四级过滤等方式。过滤器一般采用袋式过滤器，不同等级的过滤器为模块化设计，安装方便。

控制系统中，在每层过滤器前后安装在线压差传感器，可以根据不同等级的过滤袋设置相应的压差报警值，当过滤系统的压差达到设定的报警值，控制系统发出报警信号，起到提示作用。这也是控制系统的一大特色。

通过除尘、除湿处理之后的废气更加“干净”，有助于延长沸石模块的寿命。过滤后的废气进入沸石转轮后，转轮以较低的速度连续转动，废气由吸附风机吹入转轮吸附区，处理后的洁净气排入大气，当转轮吸附后转到脱附区，少量洁净气与RTO燃烧室高温气进行热交换后加热为热气（180℃—200℃），使被吸附的VOCs脱附再生，而脱附下来的高浓度废气进入旋转式RTO进行中高温氧化。

2.4 脱附温度控制

沸石模块在一定温度区间呈现脱附性能，一般将温度控制在180℃—200℃，温度最高不要超过220℃，避免余热过多导致冷却不完全，影响吸附段的效果。此外，增加脱附再生风量、降低浓度倍数，也可以达到充分的脱附再生效果。

在脱附温度控制上，控制系统采用了一段式逐渐升温的办法。考虑沸石模块在脱附过程中可能存在脱附不彻底、有VOCs残留、故障停机后无法脱附的情况。因此，在脱附升温初期，沸石模块的升温一定要有梯度，防止脱附过快造成脱附浓度急剧升高和温度变化剧烈影响沸石模块寿命。

3 结语

通过总结沸石转轮运行维护中的经验，有助于用户提高沸石转轮的寿命，减少维护成本。