前(qián)言
目前(qián)，霧(wù)霾天(tiān)气(qì)时(shí)常發(fà)生(shēng)，影響环(huán)境中(zhōng)的(de)空(kōng)气(qì)質(zhì)量(liàng)，挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)物（簡稱VOCs）是(shì)污染环(huán)境質(zhì)量(liàng)的(de)重(zhòng)要(yào)因(yīn)素[1,2]。VOCs是(shì)个(gè)成(chéng)分多(duō)樣(yàng)，特(tè)性(xìng)不(bù)同(tóng)，主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)苯、甲苯、二(èr)甲苯、苯乙烯、三(sān)氯乙烯、三(sān)氯甲烷、三(sān)氯乙烷、二(èr)异(yì)氰酸(suān)酯（TDI）、二(èr)异(yì)氰甲苯酯等，正(zhèng)常情況下利用(yòng)原有(yǒu)的(de)單一(yī)的(de)廢气(qì)處(chù)理(lǐ)模式無法(fǎ)达(dá)到(dào)治理(lǐ)要(yào)求的(de)混合型气(qì)體(tǐ)[3]；VOCs産生(shēng)大(dà)致(zhì)可(kě)以(yǐ)分为(wèi)：工業企業排放(fàng)、汽車尾(wěi)气(qì)排放(fàng)、油(yóu)品挥發(fà)、溶劑使用(yòng)源、燃燒源等，因(yīn) VOCs会(huì)对(duì)人(rén)體(tǐ)健康産生(shēng)直(zhí)接或(huò)間(jiān)接傷害，且(qiě)污染的(de)範圍不(bù)僅是(shì)在(zài)排放(fàng)地(dì)附近(jìn)，也(yě)可(kě)通(tòng)过(guò)气(qì)流運動(dòng)扩散(sàn)到(dào)一(yī)个(gè)城(chéng)市(shì)和区域[4,5]。为(wèi)了(le)保護好(hǎo)大(dà)气(qì)环(huán)境，還(huán)我(wǒ)们(men)一(yī)个(gè)健康的(de)生(shēng)活，控制VOCs排放(fàng)至(zhì)關(guān)重(zhòng)要(yào)，國(guó)家(jiā)也(yě)意识到(dào)了(le)治理(lǐ)VOCs的(de)重(zhòng)要(yào)性(xìng)，已經(jīng)相應(yìng)的(de)出(chū)台(tái)了(le)一(yī)系(xì)列环(huán)保政(zhèng)策，針(zhēn)对(duì)VOCs治理(lǐ)專項技術(shù)就(jiù)應(yìng)運而生(shēng)，其中(zhōng)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附濃缩+热(rè)空(kōng)气(qì)脱附催化氧化技術(shù)就(jiù)是(shì)将多(duō)種(zhǒng)廢气(qì)通(tòng)过(guò)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮進(jìn)行吸附濃缩，同(tóng)时(shí)再與(yǔ)催化燃燒組合的(de)一(yī)種(zhǒng)新(xīn)技術(shù)。
治理(lǐ)原理(lǐ)
本(běn)技術(shù)是(shì)利用(yòng)沸石(dàn)吸附的(de)面(miàn)積大(dà)和不(bù)同(tóng)温(wēn)度(dù)下分子間(jiān)作(zuò)用(yòng)力不(bù)同(tóng)的(de)原理(lǐ)，經(jīng)催化燃燒後(hòu)分解(jiě)VOCs進(jìn)行設計(jì)。
在(zài)低(dī)温(wēn)狀态下，大(dà)風(fēng)量(liàng)的(de)吸附風(fēng)機(jī)把(bǎ)車間(jiān)內(nèi)的(de)VOCs經(jīng)过(guò)过(guò)濾箱(xiāng)过(guò)濾掉大(dà)颗(kē)粒(lì)物質(zhì)，而後(hòu)經(jīng)过(guò)沸石(dàn)分子篩轉(zhuǎn)轮吸附，通(tòng)过(guò)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮的(de)气(qì)體(tǐ)可(kě)直(zhí)接排放(fàng)；當吸附有(yǒu)大(dà)量(liàng)VOCs的(de)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮進(jìn)入(rù)高(gāo)温(wēn)脱附区时(shí)，小風(fēng)量(liàng)的(de)热(rè)空(kōng)气(qì)气(qì)體(tǐ)将沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮上(shàng)的(de)VOCs分子脱附出(chū)来(lái)轉(zhuǎn)換成(chéng)高(gāo)濃度(dù)廢气(qì)，利用(yòng)脱附風(fēng)機(jī)送入(rù)後(hòu)端的(de)催化燃燒系(xì)統進(jìn)行催化燃燒處(chù)理(lǐ)，分解(jiě)産生(shēng)的(de)热(rè)量(liàng)部(bù)分通(tòng)过(guò)內(nèi)部(bù)換热(rè)再次(cì)進(jìn)入(rù)催化燃燒系(xì)統，降低(dī)能量(liàng)損耗，部(bù)分分解(jiě)後(hòu)的(de)气(qì)體(tǐ)直(zhí)接排放(fàng)到(dào)空(kōng)气(qì)中(zhōng)，在(zài)此过(guò)程中(zhōng)，電(diàn)控系(xì)統嚴格控制催化産生(shēng)的(de)热(rè)量(liàng)，當超过(guò)設定(dìng)值时(shí)通(tòng)过(guò)调节(jié)脱附管(guǎn)路(lù)的(de)自(zì)動(dòng)閥門(mén)補冷風(fēng)降低(dī)廢气(qì)濃度(dù)，減少(shǎo)热(rè)量(liàng)的(de)生(shēng)成(chéng)；两(liǎng)部(bù)分子系(xì)統相互結合，反(fǎn)複循环(huán)，當無 VOCs産生(shēng)後(hòu)可(kě)停止設备運行，同(tóng)时(shí)为(wèi)了(le)設备的(de)治理(lǐ)和安(ān)全(quán)，在(zài)停止催化氧化系(xì)統後(hòu)需对(duì)該部(bù)分設备進(jìn)行一(yī)个(gè)降温(wēn)，保護設备正(zhèng)常使用(yòng)。
廢气(qì)處(chù)理(lǐ)过(guò)程
3.1 沸石(dàn)分子篩轉(zhuǎn)轮吸附濃缩
沸石(dàn)是(shì)一(yī)種(zhǒng)晶體(tǐ)結構的(de)礦石(dàn)，而我(wǒ)们(men)用(yòng)到(dào)的(de)沸石(dàn)分子篩就(jiù)屬于(yú)沸石(dàn)的(de)化合物。
沸石(dàn)分子篩轉(zhuǎn)轮分为(wèi)三(sān)部(bù)分：吸附区、脱附区和冷卻区，每个(gè)部(bù)分都是(shì)由耐热(rè)、耐溶劑的(de)密封(fēng)材料分隔開(kāi)来(lái)。沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮可(kě)以(yǐ)在(zài)各(gè)个(gè)功能区域內(nèi)連(lián)續運轉(zhuǎn)，同(tóng)步進(jìn)行吸附脱附冷卻。
VOCs通(tòng)过(guò)前(qián)端的(de)过(guò)濾器進(jìn)行初步过(guò)濾後(hòu)，到(dào)沸石(dàn)分子篩轉(zhuǎn)轮的(de)吸附区。在(zài)吸附区（吸附区面(miàn)積为(wèi)S1）有(yǒu)機(jī)廢气(qì)中(zhōng) VOCs被(bèi)沸石(dàn)分子篩吸附除去(qù)，有(yǒu)機(jī)廢气(qì)被(bèi)淨化後(hòu)從沸石(dàn)分子篩轉(zhuǎn)轮直(zhí)接排出(chū)，通(tòng)过(guò)煙囪進(jìn)入(rù)空(kōng)气(qì)。
吸附在(zài)轉(zhuǎn)轮上(shàng)的(de)VOCs，在(zài)脱附区經(jīng)过(guò)約 200℃小風(fēng)量(liàng)的(de)热(rè)風(fēng)處(chù)理(lǐ)而被(bèi)脱附、濃缩，濃缩倍數一(yī)般为(wèi)5~25倍。濃缩倍數 n=吸附面(miàn)積*吸附速度(dù)/脱附面(miàn)積/脱附速度(dù)。
脱附後(hòu)的(de)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮在(zài)冷卻区被(bèi)冷卻。經(jīng)过(guò)冷卻区的(de)空(kōng)气(qì)，經(jīng)过(guò)加热(rè)後(hòu)作(zuò)为(wèi)再生(shēng)空(kōng)气(qì)使用(yòng)，达(dá)到(dào)节(jié)能的(de)效果(guǒ)。以(yǐ)上(shàng)流程反(fǎn)複循环(huán)，达(dá)到(dào)廢气(qì)淨化的(de)目的(de)。
3.2 催化燃燒
催化氧化燃燒利用(yòng)轉(zhuǎn)轮經(jīng)过(guò)脱附区後(hòu)，VOCs進(jìn)入(rù)脱附管(guǎn)路(lù)，經(jīng)过(guò)脱附風(fēng)機(jī)進(jìn)入(rù)換热(rè)器換热(rè)，催化燃燒産生(shēng)的(de)部(bù)分热(rè)量(liàng)經(jīng)过(guò)換热(rè)被(bèi)VOCs重(zhòng)新(xīn)带(dài)入(rù)催化燃燒器內(nèi)，加热(rè)升(shēng)温(wēn)進(jìn)行催化劑催化處(chù)理(lǐ)，催化燃燒技術(shù)可(kě)以(yǐ)在(zài)較低(dī)温(wēn)度(dù)（300℃~500℃）下實(shí)現(xiàn)对(duì)VOCs95%以(yǐ)上(shàng)淨化效率，完全(quán)反(fǎn)應(yìng)後(hòu)生(shēng)成(chéng)CO2和H2O，同(tóng)时(shí)放(fàng)出(chū)大(dà)量(liàng)热(rè)，産生(shēng)的(de)热(rè)量(liàng)一(yī)部(bù)分通(tòng)过(guò)混合罐(guàn)進(jìn)入(rù)轉(zhuǎn)轮脱附区对(duì)吸附在(zài)轉(zhuǎn)轮上(shàng)的(de)VOCs進(jìn)行脱附；一(yī)部(bù)分進(jìn)入(rù)換热(rè)器換热(rè)，換热(rè)後(hòu)的(de)部(bù)分热(rè)量(liàng)通(tòng)过(guò)煙囪排出(chū)，另一(yī)部(bù)分被(bèi)經(jīng)过(guò)換热(rè)器的(de)VOCs重(zhòng)新(xīn)带(dài)入(rù)催化燃燒器。反(fǎn)複循环(huán)利用(yòng)，可(kě)以(yǐ)最(zuì)大(dà)限度(dù)的(de)降低(dī)能量(liàng)損耗，同(tóng)时(shí)實(shí)現(xiàn)廢气(qì)自(zì)我(wǒ)催化分解(jiě)的(de)效果(guǒ)。
3.3 電(diàn)气(qì)控制
沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮吸附－热(rè)空(kōng)气(qì)脱附催化燃燒对(duì)VOCs治理(lǐ)的(de)實(shí)現(xiàn)還(huán)需要(yào)一(yī)套(tào)相对(duì)應(yìng)的(de)電(diàn)控系(xì)統，控制系(xì)統采用(yòng)PLC控制，具备設备自(zì)動(dòng)手(shǒu)動(dòng)、本(běn)地(dì) 遠(yuǎn)程、吸附風(fēng)機(jī)風(fēng)速切(qiè)換控制、同(tóng)时(shí)還(huán)配备了(le)設备工況監視、流程画(huà)面(miàn)顯示、參數顯示及(jí)設置、報警顯示、自(zì)動(dòng)連(lián)鎖保護、數據(jù)顯示、數據(jù)傳輸等功能，并設有(yǒu)緊急停車，報警提(tí)示等功能。
PLC控制系(xì)統，对(duì)關(guān)鍵設备的(de)運行狀态、關(guān)鍵點(diǎn)的(de)温(wēn)度(dù)和壓力進(jìn)行監測，便于(yú)评估設备的(de)運行情況；共(gòng)設有(yǒu)吸附風(fēng)機(jī)控制、沸石(dàn)分子篩轉(zhuǎn)轮單元(yuán)控制、脱附風(fēng)機(jī)控制、燃燒器催化氧化控制、安(ān)全(quán)應(yìng)急控制、電(diàn)路(lù)保護等控制單元(yuán)。手(shǒu)動(dòng)控制只(zhī)能單獨控制一(yī)个(gè)控制單元(yuán)進(jìn)行操作(zuò)，自(zì)動(dòng)控制可(kě)以(yǐ)按照程序設定(dìng)使整套(tào)設备進(jìn)行連(lián)續性(xìng)運行，保證設备穩定(dìng)。
PLC自(zì)控系(xì)統包(bāo)含以(yǐ)下幾(jǐ)个(gè)特(tè)點(diǎn)：
节(jié)能控制：設备启動(dòng)、停止、故障等不(bù)同(tóng)狀态下，PLC能夠自(zì)動(dòng)執行不(bù)同(tóng)控制模式，最(zuì)大(dà)化降低(dī)設备的(de)待機(jī)能耗。
預警防護：設备温(wēn)度(dù)、壓力等控制點(diǎn)發(fà)生(shēng)异(yì)常时(shí)，發(fà)出(chū)聲光(guāng)報警信(xìn)号(hào)，并自(zì)動(dòng)做應(yìng)急處(chù)理(lǐ)。
急停控制：設备 PLC控制系(xì)統預留急停信(xìn)号(hào)，當設备出(chū)現(xiàn)緊急情況时(shí)作(zuò)为(wèi)優先(xiān)控制等級第(dì)一(yī)时(shí)間(jiān)停止設备運行。
画(huà)面(miàn)監控：實(shí)时(shí)監測設备上(shàng)各(gè)个(gè)信(xìn)号(hào)點(diǎn)的(de)運行狀态，通(tòng)过(guò)画(huà)面(miàn)運行狀态对(duì)設备當下的(de)運行性(xìng)能有(yǒu)直(zhí)觀的(de)了(le)解(jiě)。
廢气(qì)處(chù)理(lǐ)效果(guǒ)
企業現(xiàn)狀生(shēng)産中(zhōng)，車間(jiān)混粉工序中(zhōng)原輔材料中(zhōng)使用(yòng)含有(yǒu)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)物。車間(jiān)烘箱(xiāng)、混捏機(jī)、真(zhēn)空(kōng)混勻機(jī)及(jí)干燥室(shì)等設备，这些(xiē)設备都是(shì)在(zài)密閉空(kōng)間(jiān)中(zhōng)生(shēng)産，産生(shēng)的(de)廢气(qì)都是(shì)通(tòng)过(guò)設备自(zì)身(shēn)的(de)廢气(qì)收(shōu)集管(guǎn)道(dào)排出(chū)，車間(jiān)廢气(qì)捕集效率为(wèi) 95%。車間(jiān)工藝廢气(qì)經(jīng)布袋(dài)除塵(chén)器處(chù)理(lǐ)後(hòu)排放(fàng)。通(tòng)过(guò)除塵(chén)器的(de)廢气(qì)經(jīng)过(guò)沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮+热(rè)空(kōng)气(qì)脱附催化燃燒裝(zhuāng)置，經(jīng)電(diàn)控系(xì)統最(zuì)優化的(de)控制，在(zài)既可(kě)以(yǐ)處(chù)理(lǐ)廢气(qì)又节(jié)能的(de)狀态下，處(chù)理(lǐ)效果(guǒ)顯著。數據(jù)見(jiàn)表1
由表可(kě)知，減排前(qián)企業VOCs排放(fàng)量(liàng)为(wèi) 52.937t/a。增加了(le)一(yī)套(tào)“沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮+热(rè)空(kōng)气(qì)脱附催化燃燒裝(zhuāng)置”对(duì)VOCs進(jìn)行減排治理(lǐ)；減排工作(zuò)後(hòu)，企業VOCs排放(fàng)量(liàng)为(wèi) 5.38t/a，企業 VOCs削減量(liàng)47.557t/a，削減百(bǎi)分比为(wèi) 89.8%。由此可(kě)見(jiàn)，VOCs減排後(hòu)減排效果(guǒ)較明(míng)顯。
总結
轉(zhuǎn)轮吸附+催化燃燒可(kě)以(yǐ)在(zài)處(chù)理(lǐ)大(dà)風(fēng)量(liàng)、高(gāo)濃度(dù)的(de)VOCs时(shí)，基本(běn)上(shàng)可(kě)以(yǐ)淨化所(suǒ)有(yǒu)含有(yǒu)VOCs的(de)廢气(qì)，也(yě)可(kě)以(yǐ)自(zì)我(wǒ)调节(jié)處(chù)理(lǐ)廢气(qì)中(zhōng)VOCs的(de)組成(chéng)和濃度(dù)的(de)變(biàn)化、波(bō)動(dòng)，在(zài)合适的(de)廢气(qì)濃度(dù)条(tiáo)件(jiàn)下無需添加輔助燃料而實(shí)現(xiàn)自(zì)供热(rè)操作(zuò)。
随着國(guó)家(jiā)和公(gōng)民(mín)的(de)环(huán)保意识越来(lái)越強(qiáng)，針(zhēn)对(duì)环(huán)保的(de)治理(lǐ)要(yào)求也(yě)会(huì)越来(lái)越高(gāo)；同(tóng)时(shí)轉(zhuǎn)轮和催化燃燒的(de)技術(shù)也(yě)在(zài)日(rì)益提(tí)高(gāo)，未来(lái)会(huì)在(zài)更(gèng)多(duō)的(de)行業內(nèi)得到(dào)使用(yòng)，VOCs治理(lǐ)的(de)效果(guǒ)也(yě)将更(gèng)加的(de)有(yǒu)效。
文(wén)章(zhāng)轉(zhuǎn)自(zì)网(wǎng)絡，出(chū)處(chù)为(wèi)《綠(lǜ)色(sè)环(huán)保建材》2019年(nián) 第(dì)1期(qī)。目的(de)僅在(zài)與(yǔ)行業交流，版權歸原作(zuò)者(zhě)所(suǒ)有(yǒu)，如涉及(jí)版權和知识産權等侵權問(wèn)题，請與(yǔ)後(hòu)台(tái)聯系(xì)，即刻(kè)删除內(nèi)容處(chù)理(lǐ)！
特(tè)納韋思(sī)(四川(chuān))环(huán)境科技有(yǒu)限公(gōng)司專注于(yú)挥發(fà)性(xìng)有(yǒu)機(jī)廢气(qì)（VOCs）、危害性(xìng)气(qì)體(tǐ)（HAPs）的(de)治理(lǐ)及(jí)在(zài)線(xiàn)分析監測領域。我(wǒ)们(men)的(de)核心(xīn)技術(shù)産品包(bāo)括全(quán)球領先(xiān)的(de)蓄热(rè)式氧化爐（RTO)、蓄热(rè)式催化氧化爐（RCO)、催化氧化爐（CO）、直(zhí)燃爐（TO)、沸石(dàn)轉(zhuǎn)轮+氧化爐系(xì)統、在(zài)線(xiàn)監測系(xì)統等。特(tè)納韋思(sī)环(huán)境（ECE-AIR）拥有(yǒu)專利技術(shù)的(de)Gas Train輔助燃料系(xì)統可(kě)以(yǐ)使用(yòng)沸點(diǎn)低(dī)于(yú)130℃的(de)有(yǒu)機(jī)廢液作(zuò)为(wèi)輔助燃料，可(kě)为(wèi)用(yòng)戶节(jié)能增效。