常見問題

沸石轉(zhuǎn)輪處置有機(jī)廢氣核心運(yùn)行參數(shù)分析

發(fā)布時(shí)間：2023-06-16人氣：449

一

沸石轉(zhuǎn)輪的核心參數(shù)和試驗(yàn)方法

沸石轉(zhuǎn)輪的核心參數(shù)包含轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速、入口廢氣的溫濕度、脫附溫度、脫附風(fēng)量、吸附溫度、燃燒爐溫度、濃縮倍率等，參數(shù)的設(shè)置可以分為正向設(shè)置和負(fù)向設(shè)置，正向設(shè)置和負(fù)向設(shè)置均可能導(dǎo)致效率的提升和降低，每個(gè)參數(shù)的正向設(shè)置和負(fù)向設(shè)置就像一個(gè)蹺蹺板，需要找到最優(yōu)平衡點(diǎn)。

例如：針對一種有機(jī)廢氣成分，在其他參數(shù)既定的條件下，沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速設(shè)置在2.6次/h為最佳處理效率，高于或低于2.6次/h均會降低處置效率。為了找到蹺蹺板的最佳點(diǎn)，通過工程系統(tǒng)法尋找每個(gè)參數(shù)設(shè)置最佳點(diǎn)，即設(shè)定同一種（類）有機(jī)廢氣，其他參數(shù)不變條件下，對一個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，畫出該參數(shù)的“效率—參數(shù)”曲線圖，曲線圖的最高點(diǎn)即是最佳處理效率點(diǎn)。

按照同樣方法找到每個(gè)參數(shù)的最佳處理效率點(diǎn)，再根據(jù)參數(shù)相互制約關(guān)系和排放值，進(jìn)行微調(diào)參數(shù)，即可達(dá)到最佳處理效率，一般可達(dá)到98%以上。

二

沸石轉(zhuǎn)輪的核心參數(shù)與處理效率分析

以某電子器件制造工廠為例，有機(jī)廢氣入口經(jīng)過前處理后質(zhì)量濃度值一般為200～300mg/m3，沸石轉(zhuǎn)輪對不同有機(jī)物吸附效率均值可以達(dá)到95%，通過優(yōu)化參數(shù)部分有機(jī)物吸附效率均值可以高達(dá)99%。

基于該工廠經(jīng)過長達(dá)半年的參數(shù)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累，摸索出一套行之有效的參數(shù)設(shè)置解決方法—系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)法，通過反復(fù)試驗(yàn)和摸索，對沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速、入口廢氣的溫濕度、脫附溫度、吸附溫度、脫附風(fēng)量、燃燒爐溫度、濃縮倍率、冷卻區(qū)等參數(shù)采用系統(tǒng)法調(diào)整，可以使有機(jī)廢氣處理效率達(dá)到最佳效果，使非甲烷總烴排放質(zhì)量濃度維持在5mg/m3左右，有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)見下圖。

2.1

待處理廢氣的溫度和濕度

沸石轉(zhuǎn)輪的吸附過程實(shí)質(zhì)是放熱反應(yīng)，進(jìn)口廢氣的偏高會影響吸附過程，降低吸附效率，因此進(jìn)口的廢氣溫度越低越有利于吸附效率的提高，但溫度過低廢氣的含水率就會升高，水分子會進(jìn)入沸石蜂巢，降低沸石吸附效率，因此進(jìn)口廢氣溫度和濕度是沸石轉(zhuǎn)輪吸附效率高低的第一對互相制約的參數(shù)，就像溫度和濕度在蹺蹺板兩頭，需找到最佳的平衡點(diǎn)。

這里說的濕度是指相對濕度，相對濕度和溫度有一定關(guān)系，在絕對濕度(含濕量)不變的情況下，溫度降低，相對濕度會增加，因此溫度也盡可能的低，但相對濕度一般不超過70%為宜，不然處理效率將急劇下降。

基于某公司有機(jī)廢氣處理在其他參數(shù)

既定條件下的溫度—效率曲線圖

2.2

沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速

沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速的快慢決定了以下：①脫附時(shí)間、②吸附時(shí)間、③脫附區(qū)域升溫程度、④冷卻區(qū)降溫程度等。

沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速過快會導(dǎo)致沸石脫附不徹底，殘留有機(jī)物影響吸附效果；吸附區(qū)停留時(shí)間短，沸石未充分吸附；沸石轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速過慢會導(dǎo)致脫附區(qū)停留時(shí)間長，沸石溫度高，不利于沸石在吸附區(qū)進(jìn)行吸附，吸附區(qū)停留時(shí)間長，沸石吸附達(dá)到飽和，吸附效率降低。

因此轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的快與慢是有機(jī)廢氣處理效率高低的第二對互相制約的參數(shù)，同時(shí)影響著吸附區(qū)域的溫度高低，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速快與慢蹺蹺板的平衡點(diǎn)是至關(guān)重要的一項(xiàng)，下圖是在其他參數(shù)既定條件下轉(zhuǎn)速和效率曲線圖，從圖中可以看出沸石轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速為3-4.5轉(zhuǎn)/h時(shí)處理效率較佳。

2.3

沸石轉(zhuǎn)輪的脫附溫度

脫附溫度存在高和低兩個(gè)方向設(shè)置，脫附區(qū)域脫附溫度偏高會使沸石溫度高，有利于脫附，但當(dāng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)到吸附區(qū)域，沸石溫度偏高不利于吸附，且運(yùn)行安全火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)增加；脫附溫度偏低會造成沸石脫附不徹底，沸石存有殘留有機(jī)物不利于吸附，降低吸附效率。

因此脫附溫度的高低不僅僅影響著脫附的效率，還影響著吸附階段的沸石溫度高低，間接影響到吸附的處置效率，是一個(gè)很有意思的蹺蹺板。

脫附溫度一般根據(jù)有機(jī)物成分的沸點(diǎn)設(shè)置，異丙醇、丙酮沸點(diǎn)分別為82.4℃和56.5℃，高沸點(diǎn)的單甲基醚丙二醇、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇單甲醚沸點(diǎn)分別為146℃和160～240℃，基于沸石的厚度需熱傳導(dǎo)和脫附吸熱的特性，因此脫附溫度需高于沸點(diǎn)溫度，一般脫附溫度在180～210℃時(shí)處理效率較佳，且火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較低，過高會影響吸附區(qū)的處理效率和存在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。另外定期對沸石進(jìn)行再生，去除沸石中殘留物，避免影響處理效率。

2.4

濃縮倍數(shù)

濃縮倍數(shù)=待處理廢氣風(fēng)量×處理效率/脫附風(fēng)量，從公式可以看出濃縮倍數(shù)實(shí)質(zhì)是有效吸附風(fēng)量和脫附風(fēng)量的比率，濃縮倍數(shù)高則吸附效率降低，濃縮倍數(shù)低則吸附效率高。

因?yàn)闈饪s倍率高則待處理廢氣風(fēng)量增加，沸石吸附有機(jī)物量增加，沸石轉(zhuǎn)輪脫附風(fēng)量相對變低，則脫附量相對變低，達(dá)到一定臨界值時(shí)，脫附區(qū)沒有100%脫附，則處置效率降低；濃縮倍率降低待處理廢氣風(fēng)量減少，沸石吸附有機(jī)物量減少，脫附量相對變高，沸石轉(zhuǎn)輪100%脫附，則處置效率升高。

但低濃縮廢氣會大幅度增加燃燒爐的燃料成本，降低運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，濃縮倍數(shù)對處理能力、處理效率和經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)平衡關(guān)鍵要素。下圖是在其他參數(shù)既定條件下的濃縮倍數(shù)和效率曲線圖。

2.5

吸附溫度

從待處理有機(jī)廢氣溫度-效率曲線圖可以看出，由于有機(jī)物的結(jié)露點(diǎn)、沸石的吸附特性等因素影響，沸石吸附區(qū)溫度越低，吸附效率就越高。

吸附溫度是有廢氣入口溫度、轉(zhuǎn)輪在吸附區(qū)的沸石溫度等綜合因素決定，沸石吸附區(qū)的溫度由脫附區(qū)溫度和轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速決定，為了迅速降低沸石吸附區(qū)的溫度，一般在脫附區(qū)和吸附區(qū)過度區(qū)間增加沸石冷卻區(qū)，提高吸附區(qū)吸附效率。

一般用吸附區(qū)的廢氣出口溫度作為參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，廢氣出口溫度控制在120℃以下為宜，可以提高吸附區(qū)處理效率和降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

除了以上因素外，燃燒爐的溫度、脫附區(qū)和吸附區(qū)的風(fēng)壓比及其區(qū)間的密封性、待處理廢氣的粉塵、含有過高的高沸點(diǎn)物質(zhì)等也會對處理效率和最終排放值有影響。

燃燒爐溫度過低導(dǎo)致高濃度有機(jī)廢氣燃燒不充分，匯集到排放口會導(dǎo)致排放濃度升高，燃燒爐溫度過高，存在燃料浪費(fèi)且運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)，一般設(shè)置燃燒爐燃燒溫度宜在：750℃-850℃。

脫附區(qū)和吸附區(qū)密封不嚴(yán)，脫附區(qū)壓力過度高于吸附區(qū)，高濃度廢氣會進(jìn)入吸附區(qū)，降低吸附區(qū)吸附能力。待處理廢氣含有粉塵和高沸點(diǎn)物質(zhì)在脫附區(qū)不能有效去除，導(dǎo)致沸石吸附能力降低，進(jìn)而影響處理效率。

三

小結(jié)

沸石轉(zhuǎn)輪處理有機(jī)廢氣特點(diǎn)鮮明，使原本高風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣，轉(zhuǎn)換成低風(fēng)量、高濃度的廢氣，且吸附、脫附效率高，沸石使用壽命長，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，處理有機(jī)廢氣成本低，但因影響參數(shù)多，使其達(dá)到最佳處理效率較難，調(diào)整沸石轉(zhuǎn)速運(yùn)行參數(shù)，需考慮多方面因素的影響。

需考慮待處理廢氣的溫濕度、轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速、脫附溫度等關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置：

待處理廢氣的溫度適宜控制在25℃，相對濕度不超過70%；

沸石轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速適宜控制在3～4.5轉(zhuǎn)/h；

沸石轉(zhuǎn)輪脫附溫度適應(yīng)控制在180～210℃；

濃縮倍數(shù)不宜高于17倍；

燃燒爐燃燒溫度控制在：750～850℃。

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