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【涨知识】What?沸石转轮治理VOCs不是万能的?

文章出处:大辰环境 人气:发表时间:2019-11-18
       目前,雾霾天气时常发生,影响环境中的空气质量,挥发性有机物(简称VOCs)是污染环境质量的重要因素。VOCs的各类繁多、成分复杂、性质各异,在很多情况下采用一种净化技术往往难以达到治理要求,且不经济。VOCs是个成分多样,特性不同,主要有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等,正常情况下利用原有的单一的废气处理模式无法达到治理要求的混合型气体。VOCs(挥发性有机化合物)来源广泛,对人体和环境的危害大。随着我国新环保法规的颁布,对VOCs有机废气的排放限制要求也日趋严格,治理VOCs污染正在全面展开,VOCs污染治理技术也在不断提升,其中“转轮浓缩-催化燃烧”工艺以技术优势得到了业主的青睐。国内目前采用的转轮技术和设备绝大部分是从日本进口或采用日本技术生产的,在国内运行情况良好,主要是处理VOCs的能力较强,在处理复杂成分的VOCs中表现出优越的性能,已成为治理VOCs污染的主力设备之一。但是,不是所有的VOCs废气治理都能使用沸石转轮有机废气净化技术,下面就来详细的了解下。
 


沸石分子筛结构示意图


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。
 
沸石转轮简述



大风量、低浓度的有机废气的燃烧或回收,不仅需要非常大规模的设备,而且会造成巨额运行成本。对于该问题,通过使用沸石分子筛吸附浓缩装置可以将低浓度大风量的有机废气浓缩成高浓度小风量,从而减低设备投资费用和运行成本,从而实现经济有效有机废气处理。沸石转轮有机废气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。
 
这些VOCs会对沸石转轮造成永久性损坏


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:
 
01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
环已烷 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) 在细孔反应并积蓄
单体氯化乙烯其、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℃的高沸点物质 不易脱附
蒸汽压在20Pa以下(at20℃的物质) 不易脱附
致分子筛退化物质 本性物质、碱性物质 沸石退化
涂料 覆盖分子筛产生退化
02不允许进入转轮的物资

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/㎥
漆雾(喷涂形成的雾状液体,)树脂类 堵塞孔道 <0.1mg/㎥
丙烯酸(酯)、丙烯腈、丁二烯等聚合单体 吸附剂失活 <0.1mg/㎥
异氰酸酯、硅烷偶联剂等活性化合物 吸附剂失活 <0.1mg/㎥
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/㎥
熔占大于20℃(苯酚、萘、四甲苯等) 堵塞孔道 <0.1mg/㎥
HCI、CI2、SO2、NOX、NH3 腐蚀性 PH=4-10

03限制进入转轮的物资

限制进入转轮的物质 原因 含量控制
苯乙烯 易聚合 <600mg/㎥
易聚合 <0.1mg/㎥
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 不吸取 根据效率要求设计
沸点低于40℃(C以下烷烃、烯烃、卤烃等) 不吸取 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

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