沸石转轮浓缩VOCs净化技术是利用沸石分子筛吸附剂对排放废气中的VOCs进行吸附净化的技术。沸石分子筛是结晶硅铝酸盐,以其规整的晶体结构、均匀一致的孔分布和可调变的表面性质在废气治理领域得到广泛应用。沸石转轮是大多数涂装企业在治理VOCs过程中必不可少的系统部件,主要用于大风量低浓度的VOCs废气富集。
疏水硅沸石吸附剂呈现强烈的疏水/亲油特性、具有尺寸均匀的孔道、较大的比表面积(500~1000㎡/g)和较大的吸附容量,可用于从废气中吸附去除许多有机物分子,是一种新型的环保材料。
在分子筛转轮上易发生聚合反应的烯烃类物质、有机硅氧烷、沸点超高260℃以上的大分子物质等,可能会对转轮造成永久性损坏。现列出转轮无法处理的物质成分、不允许进入转轮的物质和限制进入转轮的物质,列表如下:
表 转轮无法处理的物质成分
状态 |
物质成分 |
现象 |
不易吸附物质 |
甲醇 |
极性强不吸附 |
环己烷 |
构造上不易吸附 | |
甲醛类、其他低沸点物质 |
低沸点不易吸附 | |
不易脱附物质 |
油雾・焦油雾 |
不易脱附 |
可塑剂(DEP,DOP,etc.) |
高沸点不易脱附 | |
Terpineol (松油醇) |
在细孔内反应并积蓄 | |
单体氯化乙烯基、丙烯腈、异氰酸酯、其他聚合性物质 |
聚合性物质 | |
单乙醇胺 (MEA) |
蒸汽压力低不易脱附 | |
其他胺类 |
改变性状不易脱附 | |
超过 200°C 的高沸点物质 |
不易脱附 | |
蒸汽压在 20 Pa 以下(at20℃)的物质 |
不易脱附 | |
致分子筛退化物质 |
酸性物质、碱性物质 |
沸石退化 |
涂料 |
覆盖分子筛产生退化 |
表 不允许进入转轮的物质
不允许进入转轮的物质 |
原因 |
含量控制 |
粉尘(碳酸钙、钛白粉、白炭黑、氯化铵、氧化铁等) |
堵塞孔道 |
<1mg/m³ |
漆雾(喷涂形成的雾状液体,树脂类) |
堵塞孔道 |
<0.1mg/m³ |
丙烯酸(酯)、丙烯腈、丁二烯等聚合单体 |
吸附剂失活 |
<0.1mg/m³ |
异氰酸酯、硅烷偶联剂等活性化合物 |
吸附剂失活 |
<0.1mg/m³ |
沸点大于220℃(二乙二醇丁醚、三乙醇胺、邻苯二甲酸酯类等) |
不能脱附 |
<0.1mg/m³ |
熔点大于20℃(苯酚、萘、四甲苯等) |
堵塞孔道 |
<0.1mg/m³ |
HCl、Cl2、SO2、H2S、NOx、NH3 |
腐蚀性 |
PH=4-10 |
表 限制进入转轮的物质
限制进入转轮的物质 |
原因 |
含量控制 |
苯乙烯 |
易聚合 |
<600mg/m³ |
易聚合 |
<0.1mg/m³ | |
二氯甲烷、戊烷、乙醇、环己烷 |
不易吸附 |
根据效率要求设计 |
甲醇、甲醛、乙醛、二硫化碳 |
不吸附 |
根据效率要求设计 |
沸点低于40℃(C4以下烷烃、烯烃、卤代烃等) |
不吸附 |
根据效率要求设计 |
二甲苯、三甲苯、环己酮等大分子 |
部分转轮不吸附 |
根据效率要求设计 |
沸点在170-220℃(三甲苯、乙二醇丁醚、丙二醇、乙二醇、癸烷、NMP、DMSO、DEF、丁内酯等) |
难脱附 |
活性炭过滤或高温再生 |
基材及沸石晶体结构的破坏是不可逆,聚合物导致通气道堵塞基材及沸石晶体结构的破坏是不 可逆,聚合物导致通气道堵塞可逆的。高沸点物质残留导致的石通气道堵塞是可逆,特定离线活化工艺可恢复原始性能的80-90%。我们再按照这个标准再划分总结,如下:
那如何对发生问题的转轮堵塞做出清理呢?
1、毛刷
经现场观察,转轮筛孔近似于边长3 mm,壁厚0.5mm 的三角形阵列,堵塞物与转轮的附着力相对小于转轮网孔状结构本身的结构强度,可使用直径在0.3 ~0.5 mm的尼龙丝束垂直刺入转轮表面,破坏堵塞物与转轮孔壁的黏结,使堵塞物脱离转轮且不伤害转轮结构。为提高效率,现场将平面毛刷改造为滚筒型,配备手柄,现场操作人员可将平面捶打动作改为转轮表面滚动动作,提高效率的同时减少对转轮的损坏。
2、压缩空气吹扫
现场设备日常使用的压缩空气,压力最高为0.8 MPa,由于堵塞物和转轮附着较为紧密,直接使用压缩空气进行吹扫仅能吹出少量堵塞物,效果不佳。
3、毛刷和压缩空气结合
现场采用毛刷和压缩空气相结合的方式对转轮进行清理,分为三步:
1)用毛刷对转轮表面进行滚刷,直到将堵塞物与转轮的黏连状态打破。切忌使用毛刷在转轮横向摩擦,以免损坏转轮。
2)用压缩空气从反方向对转轮进行吹扫,压缩空气压力根据转轮实际耐受力设定,原则上在不损坏转轮的前提下越大越好。
3)对过滤箱和转轮前后进行深度清洁,避免清理出的堵塞物再次进入转轮。经此方式清理转轮,取得了良好的效果,转轮压差从2000Pa 降为800Pa左右,转轮效率提升至98%。
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