3 沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+催化氧化( CO) 系統(tǒng)

  在車輛涂裝廢氣治理中的應(yīng)用沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+催化氧化( CO) 系統(tǒng)主要由3個子系統(tǒng)組成，即廢氣的除濕和預(yù)過濾子系統(tǒng)、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮子系統(tǒng)和催化氧化( CO) 子系統(tǒng)。

  3. 1 廢氣的除濕、預(yù)過濾處理子系統(tǒng)

  高濕度廢氣對于沸石轉(zhuǎn)輪的吸附效率有著直接的影響。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用和多次試驗(yàn)，廢氣的相對濕度低于80%時，沸石轉(zhuǎn)輪對VOCs的吸附效率可穩(wěn)定保持在90%以上，但當(dāng)廢氣相對濕度大于90%時，對于某些VOCs 組分，沸石轉(zhuǎn)輪的吸附效率下降至80%左右。

  若使用水性涂料，廢氣中實(shí)際相對濕度可能過高，因此，為保證廢氣中相對濕度低于80%，可將廢氣溫度提高從而降低廢氣的相對濕度。通常車輛涂裝VOCs 廢氣處理系統(tǒng)，入口廢氣溫度約30℃，如果入口溫度提高約2℃，大約可使入口廢氣的相對濕度降低15%。因此，即使車間廢氣的相對濕度達(dá)到100%，進(jìn)入轉(zhuǎn)輪時的相對濕度也可降低至85%以下，但在實(shí)際的工業(yè)化應(yīng)用中，宜將進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪的廢氣入口溫度提高至較車間混合廢氣溫度高3℃以上較為安全可靠。

  其次，由于車輛涂裝廢氣中含有少量漆霧等顆粒雜質(zhì)，為避免影響轉(zhuǎn)輪的吸附效率，通常預(yù)過濾采用初、中、高效組合過濾技術(shù)用于除顆粒雜質(zhì)，但預(yù)過濾設(shè)計應(yīng)盡量減少中、高效過濾器的更換頻次，以降低設(shè)備的運(yùn)行成本。

  3. 2 沸石轉(zhuǎn)輪濃縮子系統(tǒng)

  轉(zhuǎn)輪是沸石轉(zhuǎn)輪濃縮子系統(tǒng)的核心部件，也是將低濃度VOCs濃縮的關(guān)鍵設(shè)備，它通常由疏水性沸石分子篩與陶瓷纖維加工成波紋狀膜片，再卷制成蜂巢狀的輪盤結(jié)構(gòu)，并在輪盤的中央安裝旋轉(zhuǎn)軸承。耐腐蝕、耐高溫的氣體密封墊安裝在轉(zhuǎn)輪的外部框架結(jié)構(gòu)上。通常轉(zhuǎn)輪隔離成3 個區(qū)域，即吸附區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，轉(zhuǎn)輪速度通常以3～6r /h 持續(xù)緩慢旋轉(zhuǎn)。

  沸石轉(zhuǎn)輪濃縮子系統(tǒng)另一核心部分為再生氣加熱及其熱交換系統(tǒng)，以及風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等。目前全世界的轉(zhuǎn)輪廠家能夠提供的最大型號的單只沸石轉(zhuǎn)輪，最大可以處理200000m3 /h風(fēng)量的廢氣，根據(jù)處理廢氣的組分和濃度，能夠?qū)U氣中的VOCs濃度提高5～20倍。

  沸石轉(zhuǎn)輪的目的是保證進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的超標(biāo)VOCs廢氣經(jīng)過轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)吸附凈化后可直接排放至大氣中，被去除的原有VOCs成分被截留吸附在沸石分子篩內(nèi)部，當(dāng)轉(zhuǎn)輪上吸附有大量VOCs的片區(qū)旋轉(zhuǎn)至脫附區(qū)時，一臺小風(fēng)量的脫附風(fēng)機(jī)將180～240 ℃左右高溫氣體吹入轉(zhuǎn)輪中，并將其中吸附的VOCs脫附出來，此時便實(shí)現(xiàn)了廢氣的濃縮。脫附后的轉(zhuǎn)輪由于溫度較高，此時不具有較高的吸附性能，所以先進(jìn)入冷卻區(qū)，經(jīng)冷卻氣體吹掃降溫，使其恢復(fù)吸附能力，而后再旋轉(zhuǎn)至吸附區(qū)，重新開始下一輪的工作。每個區(qū)域都保持氣密。這樣轉(zhuǎn)輪的每個部分均可以連續(xù)地從吸附區(qū)旋轉(zhuǎn)到脫附區(qū)，然后旋轉(zhuǎn)到冷卻區(qū)，最后又旋轉(zhuǎn)回吸附區(qū)完成一圈的旋轉(zhuǎn)。

  3. 3 催化氧化( CO) 子系統(tǒng)

  催化氧化( CO) 子系統(tǒng)通常由燃燒器或加熱器、貴金屬催化劑、閥組及安全報警裝置組成。催化氧化( CO) 為無火焰燃燒技術(shù)，涂裝廢氣處理系統(tǒng)常見的催化氧化溫度在300～350 ℃之間，也可以高達(dá)600 ℃，處理效率可以達(dá)到99. 5%以上，且無NOx產(chǎn)生。

  催化氧化( CO) 能夠?qū)崃θ紵贿m合處理的低濃度VOCs，在不補(bǔ)給或少補(bǔ)給輔助熱量的情況下，將其氧化為無毒無害的CO2和H2O，從而節(jié)約大量的能源。圖1 中顯示了一些常見的有機(jī)廢氣在Pt-Pd催化劑作用下，氧化溫度與處理效率的關(guān)系。