沸石轉輪吸附濃縮 

1工藝流程及工作原理 

沸石轉輪濃縮吸附裝置是利用吸附－脫附－濃縮三項連續(xù)變溫的吸、脫附程序，使低濃度、大風量有機廢氣濃縮為高濃度、小風量的濃縮氣體。其裝置特性適合處理大風量、低濃度、含多種有機成分的廢氣。

VOCs廢氣通過疏水性沸石轉輪濃縮后，能有效被吸附于沸石中，達到凈化廢氣的目的。經過沸石吸附后的廢氣，去除廢氣中揮發(fā)性的有機物，凈化后的廢氣直接通過煙囪排放到大氣中，轉輪持續(xù)以每小時1-6轉的速度旋轉，同時將吸附的揮發(fā)性有機物傳送至脫附區(qū)。于脫附區(qū)中利用一小股加熱氣體將揮發(fā)性有機物進行脫附，吸附了有機物質的轉輪在此區(qū)內脫附，吸附在轉輪上的有機物被分離、脫附，脫附后的沸石轉輪通過冷卻區(qū)再次旋轉至吸附區(qū)，持續(xù)吸附揮發(fā)性有機氣體。脫附過程中產生的有機廢氣送至焚化爐進行燃燒轉化成二氧化碳及水蒸氣排放至大氣中。

吸附濃縮

處理大風量含濃度低于800 mg/m³、40℃溫度以下的VOCs氣體，通過轉輪內的沸石被吸附，以系統(tǒng)抽氣變頻風機將干凈尾氣排入大氣。吸附器可提供大量的氣體接觸沸石表面積，轉輪持續(xù)以每小1~6轉的速度旋轉。提供90%以上的VOCs(volatile organic compounds)去除率。

脫附

轉輪內VOCs(volatile organic compounds)被濃縮成飽和沸石區(qū)、再利用熱交換器提供的熱流（約200℃）來進行脫附，脫附完成后旋轉至冷卻區(qū)，以常溫空氣吹噓冷卻至常溫、再旋轉至吸附濃縮區(qū)。

氧化

脫附出高濃度VOCs(volatile organic compounds)氣流，以氧化風機抽送至蓄熱式焚化爐(RTO)內燃燒焚化處理， 排放出干凈CO₂(g)及H₂O(g)至大氣。 燃燒室高溫氣流被引出至熱交換器，與冷卻空氣進行混風/熱交換、升溫至脫附溫度的熱流，供脫附使用達到省能目的。

2沸石濃縮轉輪簡介

沸石轉輪濃縮處理裝置為蜂巢狀，轉輪由外側卡匣分為三個區(qū)域，分別為下側吸附處理區(qū)，上側一為再生脫附區(qū)，另一為冷卻區(qū)。

（一）沸石濃縮轉輪工藝原理

沸石轉輪區(qū)分為處理區(qū)，再生區(qū)和冷卻區(qū),濃縮轉輪在各個區(qū)內連續(xù)運轉。

含有VOC的待處理空氣通過前置過濾器后，送到濃縮轉輪的處理區(qū)。在處理區(qū)VOC被吸附劑吸附除去，空氣被凈化后從濃縮轉輪的處理區(qū)間排出去。

吸附于濃縮轉輪中的VOC，在再生區(qū)經熱風處理而被脫附，濃縮（5-20倍的程度）。

而且濃縮轉輪在冷卻區(qū)被冷卻，經過冷卻區(qū)的空氣，在經過加熱后作為再生空氣使用，達到節(jié)能的效果。

（二）沸石轉輪的特點

現(xiàn)采用的VOC濃縮裝置，搭載了積蓄了30年間的蜂窩式轉輪制造技術及各種機能性物質圖層技術，其具有以下優(yōu)點：

高性能·高效率

將吸附性良好的疏水性分子篩或活性炭作為吸附劑使用，對于范圍廣泛的VOC種類、不同的運轉條件，都可以充分提供足夠的性能。

高沸點溶劑的處理

使用疏水性分子篩時，利用不燃性，搞耐熱性的特點可以在高溫條件下進行再生。因此，對于使用活性炭時因為有再生溫度限制而無法處理的高沸點VOC，也能夠處理。

惰性

即使是苯乙烯和環(huán)己酮等具有聚合性高的VOC，也能使用疏水性分子篩進行處理。

清潔和活化

心臟部分的濃縮轉輪因為是在高溫下燒結處理而成的，完全是無機物的結合體。如果發(fā)生蜂窩通路堵塞時，可進行水洗。另外，分子篩轉輪也可以根據實際情況通過熱處理進行高溫活化。

（三）沸石轉輪的應用范圍

各種噴漆車間（汽車制造、造船、飛機制造、鋼鐵制品、樹脂制品等等）的排氣處理

各種印刷車間（凹版印刷、建筑裝潢材料印刷、各種其他印刷過程）的排氣處理

干法層壓紙制品、鍍膜加工過程的排氣處理

各種電子制品制造過程的排氣處理

半導體集成電路制造過程的排氣處理

液晶顯示頻（LCD）制造過程的排氣處理

鋰離子電池制造（電極形成工序、電解液充填工序）過程的排氣處理

大型研究設施的通風櫥的排氣處理

3.RTO設備簡介

3.1概述

蓄熱式熱力氧化爐（RTO）是在消化、吸收國內外先進技術的基礎上開發(fā)的一種有機廢氣治理設備。該裝置主要利用蓄熱材料，通過廢氣氣流的程序切換，將燃燒廢氣的熱能貯存在蓄熱材料中，用于對下一階段進入的廢氣預熱，提高廢氣進氣溫度，回收熱能，進出口廢氣平均溫差30～50 ℃，與傳統(tǒng)的高溫焚化以及催化燃燒等工藝相比，具有熱效率高（高達95%）、運行可靠、能處理大風量、低濃度廢氣等特點。

3.2設備工作原理

蓄熱式熱力氧化爐——RTO的工作原理：把有機廢氣加熱升溫至760～800℃左右，使廢氣中的VOC氧化分解為無害的CO₂和H₂O；氧化時高溫氣體的熱量被蓄熱體“貯存”起來，用于預熱新進入的有機廢氣，從而節(jié)省升溫所需要的燃料消耗，降低運行成本。

3.3設備工藝流程描述

 

    根據上述綜合分析本方案選用三室RTO處理，處理效率高。

待處理有機廢氣經引風機進入蓄熱室1的陶瓷介質層（該陶瓷介質“貯存”了上一氧化周期產生的熱量），陶瓷介質釋放熱量，溫度降低，而有機廢氣吸收熱量，溫度升高，廢氣離開蓄熱室后以較高的溫度進入氧化室，此時廢氣溫度的高低取決于陶瓷體的體積、廢氣流速和陶瓷體的幾何結構。

在氧化室中，有機廢氣再由燃燒器補燃，加熱升溫至設定的氧化溫度。使其中的有機物被氧化分解成CO₂和H₂O。由于廢氣已在蓄熱室內預熱，燃燒器的燃料用量大為減少。氧化室有兩個作用：一是保證廢氣能達到設定的氧化溫度，二是保證有足夠的停留時間使廢氣中的VOC充分氧化，本工程設計停留時間為1.0秒。

廢氣流經蓄熱室1升溫后進入氧化室焚燒，成為被凈化的高溫氣體后離開氧化室，進入蓄熱室2（在前面的循環(huán)中已被冷卻，此時蓄熱式3正處于吹掃凈化狀態(tài)），廢氣中的熱能被陶瓷體截留，廢氣的溫度得到明顯的降低，而蓄熱室2吸收大量熱量后升溫（用于下一個循環(huán)加熱廢氣）。處理后氣體離開蓄熱室2，經排風機排入大氣。

循環(huán)完成后，進氣與出氣閥門進行一次切換，進入下一個循環(huán)，廢氣由蓄熱室2進入，蓄熱室3排出。在切換之前，已被凈化的氣體經反吹系統(tǒng)清掃蓄熱室1，吹掃殘留在管路及室內的有機物。這樣可使廢氣的凈化率更高，可達到99%以上。三個蓄熱室的閥門交替運行。

三室RTO的運行過程

在廢氣源進口管路上，設置一只三通，各安裝一只氣動閥門，處理設備停機或出現(xiàn)故障時，直排閥門為常開狀態(tài)。工作時，由生產現(xiàn)場或中控室發(fā)出指令，啟動凈化設備，并關閉直排閥，打開進氣口閥門。

處理裝置上設定溫度檢測元件、風機風壓檢測、爐膛壓力控制等裝置，保證設備正常安全運行。

若RTO爐膛壓力過高，超過設定限值時，防爆口會自動打開進行泄壓，保證系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)檢測到以上所有異常時，均會進行聲光報警。

3.4設備結構說明

1）氧化室

整個室體內溫度最高的部位，用于廢氣加溫、氧化分解。殼體材質為碳鋼板，外表面設加強筋，內襯耐火保溫層；殼體良好密封，設檢查門、溫度檢測、壓力檢測。高溫隔熱、安全、防腐蝕防水，爐體的外表溫度為≤環(huán)境溫度+25℃。非太陽直射區(qū)域箱體外表面溫度≤60 ℃；氧化室外壁溫度≤60℃。殼體良好密封，設檢修門。整體設備設置防雷接地、保護接地、防靜電接地；金屬外殼及金屬支架均設置保護接地，設備設有不少于兩個可外引的接地點，以方便與所在區(qū)域接地系統(tǒng)連在一起組成一個共用接地網，其接地電阻值不大于4Ω。

2）蓄熱室

用于能量回用。由三個蓄熱室組成，分別輪流進行蓄熱、放熱、凈化。爐蓖支撐陶瓷蓄熱體，下部用多孔均風板布置，爐體材料碳鋼，爐蓖支撐材料為碳鋼。爐體的外表溫度≤環(huán)境溫度+25℃。

3）爐體內保溫

爐體氧化室及蓄熱室內保溫采用耐火硅酸鋁纖維，耐熱≥1200℃，容重200kg/m³，保溫厚度≥300mmmm。內保溫共三層，其中含兩層硅酸鋁纖維氈及一層硅酸鋁纖維模塊。硅酸鋁纖維模塊內設置耐熱鋼骨架，用錨固件固定在爐體殼體上。耐火硅酸鋁纖維外表面涂敷耐高溫抹面。

RTO爐體上設有爆破片裝置，由爆破片和夾持器等裝配組成的壓力泄放安全裝置，用于高溫排除部份能量。

4）陶瓷蓄熱體及矩鞍環(huán)

陶瓷蓄熱體采用藍太克板片式蓄熱陶瓷MLM-200，比表面積≥680m²/m³，阻力小，比熱容(J/Kg·K）：900-1200，耐溫高可達1200℃，耐酸度≥99.5%，吸水率小于0.5%，壓碎力大于4kgf/cm³ ，熱脹冷縮系數(shù)小，為4.7×10^-8/℃，抗裂性能好，壽命長?？账魉?.9Nm/s，熱回收效率＞95%。

5）閥門

●  主切換閥（風向快速切換閥）：由于風向快速切換閥性能的好壞對RTO 設備的運行非常關鍵，因此系統(tǒng)中風向切換閥全部采用品牌閥門。選用的切換閥精度高，泄漏量?。?/span>≤1%），壽命長（可達100 萬次），啟閉迅速（1s），運行可靠。閥本體材質均為碳鋼。

●輔助風門：采用氣動閥，泄漏量小（≤1%），啟閉迅速（≤1s），運行可靠。

●氣動閥門執(zhí)行機構  

A、執(zhí)行機構包括氣缸電磁閥等，采用氣動方式，氣缸電磁閥、氣動三聯(lián)件等選用進口SMC電磁閥和氣缸，保證提升閥的運行全年無故障，檢維修方便。

B、氣動閥均有閥位信號反饋。

6）燃燒系統(tǒng)

燃燒器低壓頭比例調節(jié)式燃氣燃燒器（成套進口原產）。能實現(xiàn)連續(xù)比例調節(jié)，調節(jié)范圍30:1，燃料為天然氣，高壓點火，可適應多種情況。系統(tǒng)含助燃風機、高壓點火變壓器、比例調節(jié)閥、UV火焰探測器等。比例調節(jié)閥能根據爐膛所需的溫度變化來調節(jié)其開度，節(jié)省燃料；燃料和助燃空氣同步變化，穩(wěn)定燃燒。

    供燃料氣管路系統(tǒng)含穩(wěn)壓閥，燃料自動切斷閥，還含有高低壓開關，假如燃燒器前管路燃料泄露或（確保燃燒機安全操作的）燃料供給不足等原因，燃氣壓力低，燃料自動關斷閥切斷燃料，燃燒器停止工作——低壓保護作用；假如燃燒器前管路穩(wěn)壓閥壞掉，或是堵塞管路至使壓力高，燃料自動關斷閥切斷燃料，燃燒器停止工作——高壓保護作用。

點火管路含穩(wěn)壓閥（穩(wěn)定供氣壓力），電磁閥點火是高壓打火與氣路電磁閥同時動作，點火過程受火焰安全繼電器控制和監(jiān)測。

UV火焰探測器時刻對燃燒器端口火焰進行感應，火焰安全繼電器通過UV火焰探測器監(jiān)測燃燒器火焰狀況。UV火焰探測器采集火焰信號并顯示在繼電器模塊上，燃燒火焰熄滅時，UV火焰探測器沒有信號傳遞給火焰安全繼電器，燃料管路電磁閥自動關閉切斷燃料，保證燃燒器的安全。

7）保溫、外護板

外保溫材料為巖棉。

8）控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)保證整套RTO設備的自動運行。采用PLC可編程控制，對系統(tǒng)的熱風流向、爐膛溫度進行自動監(jiān)控。當爐膛溫度超過870℃時，系統(tǒng)能自動報警。超過900℃時，系統(tǒng)自動切斷燃料供給。監(jiān)控系統(tǒng)能對主要設備故障進行聲光報警。風機采用變頻器調速以適應不同的風量要求。系統(tǒng)配有觸摸屏，并預留上傳信息至中央控制室工業(yè)以太網的接口。