沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒是目前***內(nèi)成熟實用的有機廢氣處理工藝

 

 

石化、橡膠、印刷行業(yè)排放的烷烴、芳香烴、醛、酮、酸、酯、醇、氯代烴等揮發(fā)性有機化合物(VOCs)嚴重影響了自然環(huán)境和人體健康，造成臭氧層破壞、光化學煙霧等一系列環(huán)境問題。揮發(fā)性有機物的可控處理已成為社會廣泛關(guān)注的焦點，其處理方法主要包括吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離法、等離子體分解法、催化氧化法、直接燃燒法及生物降解法等，其中吸附法和催化氧化法被認為是比較有效的兩種方法。

VOCs分子的動力學直徑一般小于1nm。當吸附劑的孔徑與VOCs分子的動力學直徑相匹配時，被吸附的有機分子不易逃逸。常用的微孔吸附材料主要有活性炭和沸石分子篩?；钚蕴勘缺砻娣e***，性能***，但熱穩(wěn)定性差，易燃燒，難以脫附VOCs。沸石分子篩具有豐富的微孔、較***的比表面積和***異的熱穩(wěn)定性，已廣泛應用于VOCs吸附***域。

另外，沸石分子篩本身含有較多的酸位，具有一定的催化活性，非常適合作為催化劑載體材料。將沸石與活性組分復合制備的沸石基負載型催化劑也是處理揮發(fā)性有機化合物的一種重要方法。

沸石轉(zhuǎn)輪+一氧化碳催化燃燒是我***有機廢氣處理***域中一種成熟實用的工藝。采用吸附-脫附-冷卻三個連續(xù)程序，同時吸附和脫附。沸石轉(zhuǎn)輪吸附、收集、壓縮和增加有機廢氣的濃度，然后從沸石轉(zhuǎn)輪中脫附高濃度廢氣分子，送入催化氧化爐(一氧化碳爐)進行無焰燃燒，從而達到凈化有機廢氣的目的。

沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒設備主要由廢氣預處理系統(tǒng)、沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)、催化燃燒系統(tǒng)、冷卻干燥系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)組成。其中，沸石轉(zhuǎn)輪作為一種將沸石吸附材料制成蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪設備，是企業(yè)廢氣處理的關(guān)鍵設備，使用沸石轉(zhuǎn)輪可以有效凈化揮發(fā)性有機廢氣(即VOCs廢氣)。

沸石分子篩

沸石吸附劑的作用

沸石分子篩對VOCs分子的吸附性能主要取決于其內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)。不同的沸石分子篩具有不同的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，其吸附***性有顯著差異。

分子篩籠的不同結(jié)構(gòu)

硅鋁比是沸石分子篩的一個重要參數(shù)，對沸石的吸附性能有很***影響。一般來說，隨著硅鋁比的增加，沸石的疏水性增加，有利于水蒸氣環(huán)境中有機分子的吸附。采用水熱法制備了高硅鋁比(6.77)的改性13X沸石(M-13X)。發(fā)現(xiàn)在水蒸氣條件下，M-13X的疏水性增強，對甲苯的吸附量顯著增加。當空氣濕度為50%時，m-13x的吸附容量仍為45mgg。

高溫水熱脫鋁提高了沸石的疏水性，增加了分子篩表面吸附有機分子的有效位點。在濕空氣條件下，硅鋁比高的超穩(wěn)Y型沸石(USY沸石)對甲苯、苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯等揮發(fā)性有機化合物的吸附容量較***，而ZSM-5沸石的硅鋁比范圍較寬。

分子篩吸附濃縮轉(zhuǎn)輪的***點

在干燥空氣條件下，水分子對沸石分子篩的有效吸附位點沒有影響，脫鋁處理可能導致沸石內(nèi)部結(jié)構(gòu)的坍塌、堵塞和變形，從而影響沸石對VOCs分子的吸附性能。不同硅鋁比的Y沸石在干燥空氣中對己烷的吸附***性表明，低硅鋁比的NaY和HY對己烷的吸附量較高，而脫鋁處理的高硅鋁比沸石(DAY)對己烷的吸附量低。

綜上所述，沸石分子篩對揮發(fā)性有機化合物分子的吸附是多種影響因素共同作用的結(jié)果，如孔結(jié)構(gòu)、硅鋁比、平衡陽離子和表面***性。