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分子筛吸附治理VOCs工业应用技术
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分子筛吸附治理VOCs工业应用技术

2019-09-26      阅读:

分子筛转轮浓缩技术 

把吸附质做成蜂窝状结构的转轮并用于分离过程,这一概念最早是瑞典人提出的,并在1974 年 申请了专利。
随着技术的进步与环境治理的需要,分子筛转 轮被广泛应用到工业生产。该系统由分子筛转轮及 驱动电机、转轮箱体、处理区、再生区、冷却区、再生加热器、鼓风机等构成。 
从工厂排出的有机挥发气体,过滤除尘后通过鼓风机送入分子筛转轮吸附区,被分子筛吸附后得 到净化空气排出,吸附转轮在驱动电机带动下缓慢 旋转,吸附饱和的分子筛进入再生区,高温脱附,
转轮得到再生;再生后转轮经过冷却区返回吸附处 理区,完成吸附脱附冷却循环。该系统再生风量为 处理风量的1/10~1/30,浓缩处理空气入口VOCs 浓度的10~30 倍。
金伟力研发了3 种常用VOCs 蜂窝状分子筛转 轮,涵盖了汽车制造业、印刷业、家具制造、液晶 制造等多种领域的VOCs 净化,并对吸附转轮基材 材质、浸渍涂层的胶水配比等进行优化,改进后的 转轮净化效率可以提高2~6 个百分点。
 

分子筛固定床吸附技术 

王健礼等将固定床式吸附工艺应用于吸附VOCs。该工艺以分子筛为吸附层与蜂窝状堇青石 合为一体,制成了整体式分子筛吸附剂,并将制备 的产品用于广东某摩托生产喷涂车间,进行废气的 处理,每日工作9 h,该整体式分子筛吸附效率长 期保持在90%以上,出口浓度满足排放标准。再 生效果良好,具有较好的疏水性能,湿度对吸附剂 的吸附和脱附几乎无影响,优于同体积的活性炭吸 附装置。
张宝平等以火电厂的粉煤灰为基体,采用不同 浓度酸碱溶液对其进行改性,在不同的温度和时间 下制备得到X 分子筛,研究酸碱溶液对粉煤灰的 理化性能影响,并模拟工厂固定床对甲苯进行吸附 试验。
根据吸附实验结果得出,与工业活性炭相比, 合成的分子筛用于工业生产是可行的,也实现了粉 煤灰的再利用,降低了工业成本。
Mays S Hussein 等研究了5A 沸石对芳烃中苯和甲苯的固定床吸附和间歇吸附。分析表明,与苯 相比,沸石对甲苯的吸附量更大,强吸附甲苯对弱 吸附苯存在置换,2 种吸附剂均在120 min 内达到 平衡。分子筛固定床吸附的工业应用拥有可观的市 场前景,其吸附效率、疏水性能、循环再生以及成 本控制均优于活性炭吸附剂,已在众多工业生产中 得以应用。
 
结 语
近年来,沸石分子筛在去除VOCs 方面有了一 定进展,发现了一系列性能优异的吸附材料。研究 表明:(1)沸石孔道、硅铝比、表面性能,平衡 阳离子等对沸石分子筛吸附影响较大,除此之外 VOCs 种类、极性等对吸附性能也有一定的影响,通过沸石优选、表面改性处理、结构调整、复合材 料等方法可得到对VOCs 吸附量较大的分子筛吸附 材料;(2)分子筛负载Pt、Pd 等贵金属后其吸 附效果显著,但是贵金属的价格相对昂贵,直接使 用会产生大量的经济成本支出,故需要对其进行科 学设计,尽可能增加金属氧化物的组分,从而降低 成本,得到最优吸附剂。
目前在分子筛吸附法脱除VOCs 方面,虽然已 经取得了一定的成效,但是整体来看仍存在诸如以 下方面的问题和挑战:(1)目前研究分子筛对 苯、甲苯、甲醛吸附较多,而对酸类、酯类、醇 类、酮类等多种VOCs 吸附方面的较少,未来需要 研究沸石及负载型沸石对不同VOCs 分子的扩散、
吸附、催化燃烧及产物分子脱离,为工厂减排装置 提供理论指导与数据支持;(2)微孔沸石孔道较 窄,不利于大分子吸附,需引入介孔,来增加吸附 位点减少位阻,提高吸附速率与吸附量,因此如何 有效引入和调控介孔,也是未来研究的主要方向;
(3)目前,多数脱除VOCs 的研究处于实验室实 验阶段,与实际工业化应用存在较大差距,应该考 虑多种VOCs 竞争吸附问题、VOCs 含水汽吸附问 题,尽可能模拟工厂废气排放的真实情况,为优选 最佳吸附材料提供理论与数据支持。
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