沸石转轮吸附浓缩装置的适用范围及现场检查方法
近年来,沸石转轮吸附浓缩装置的使用量逐年增加。但由于国内部分企业设备制造水平较低,很多管理企业对设备了解不够,不会选择设备,缺乏工艺设计经验,导致设备在实际应用中存在诸多问题。如何有效监督管理设施,确保管理设备始终处于最佳运行状态,确保管理设施稳定达标,是生态环境监督部门面临的一大难题。
本文梳理讨论了沸石轮吸附浓缩装置的适用范围和现场检查方法,供生态环境保护监督和基层管理部门参考。
01沸石转轮吸附浓缩装置的适用范围。
沸石转轮吸附浓缩装置的工作过程通常分为三个部分:吸附区、脱附区和冷却区。
预处理后,废气进入转轮吸附区。随着转轮的旋转,吸附有机物的沸石吸附剂旋转到脱附区,在热空气的吹扫下脱附有机物。
根据初始气流中有机物浓度的不同,脱附后气流中有机物浓度可浓缩5~30倍,然后引入RTO或RCO进行氧化净化,有价值的有机物也可冷凝回收。再生转轮区由于温度高,不利于后续有机物的吸附,通常设计一个再生区,冷却后转移到吸附区进行吸附净化。
吸附浓度装置的设计目的是通过吸附浓度将低浓度有机物转化为高浓度有机物,然后进行处理(高温焚烧、催化燃烧或冷凝回收),降低废气处理成本。因此,该装置只适用于低浓度废气处理,一般低于1500mg/m3。在实际应用中,大多数浓度为几十到几百mg/m3的废气。如果废气浓度过高,浓度倍数将受到限制,偏离了浓度装置的设计初衷。
废气的温度和湿度对沸石的吸附能力有重要影响。沸石上有机物的吸附是物理吸附,温度越低,越有利于吸附。因此,一般规定进入装置的废气温度应低于40℃。对于沸点较高的有机物,沸石的吸附容量较大,可适当提高吸附温度。如果废气温度过高,需要使用转轮进行浓缩处理,必须先通过换热等方式进行冷却处理。
转轮中使用的沸石材料为硅铝分子筛,通常具有很强的吸水能力。安装转轮前,需要对其进行疏水改性,以降低对水的吸附能力,从而提高有机物的吸附能力,但很难完全疏水,成型后仍会有一定的吸水能力。废气湿度越高,对水的吸附能力越强,对有机物的吸附能力影响越大。当废气湿度超过80%时,水的吸附能力会迅速提高。因此,一般规定进入沸石转轮的废气相对湿度应低于80%。当废气相对湿度超过80%时,可采用冷却除湿、冷却除湿(降低相对湿度)等方法进行处理。
废气中的细颗粒物会附着在沸石蜂窝中,增加吸附层的阻力,对沸石的吸附能力产生明显影响。特别是喷涂废气中的漆雾对沸石的吸附能力有很大的影响。漆雾附着在沸石表面,堵塞吸附通道,使有机物难以扩散到材料内部,沸石的吸附能力迅速下降。同时,由于漆雾可燃性强,热空气中沸石再生时容易发生爆燃等安全事故。因此,在废气进入吸附层之前,需要对颗粒物进行过滤,进入转轮的废气中的颗粒物含量应尽可能低。工程技术规范规定,颗粒物浓度不得超过1mg/m3。
苯乙烯、丙烯酸、丙烯腈、甲醛等容易聚合的化合物吸附在沸石上后会发生聚合反应,难以脱附。沸点大于220℃的物质(如三乙醇胺、邻苯二甲酸酯等。)吸附在沸石上也会导致脱附困难。以上物质会导致沸石失活,不适合用沸石转轮处理。
02沸石转轮附浓缩装置性能现场检查方法。
为配合生态环境保护监督,提高地方环保部门的工作效率,梳理了沸石轮吸附浓缩装置的使用方法和主要控制指标,将现场检查方法分为治理设施的基本情况、入口气体特征、设备工艺参数和设备性能参数四个方面,明确了关键控制指标,编制了快速科学的现场检查方法,供生态环境保护监督和基层生态环境管理部门参考。
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