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沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮十RTO處理家具廠噴漆廢氣

  針對(duì)家具噴漆過(guò)程VOCs成分復(fù)雜、風(fēng)量大、濃度低的實(shí)際情況,本文重點(diǎn)介紹了沸石(分子篩)轉(zhuǎn)輪吸附濃縮十熱力燃燒VOCs治理技術(shù),該技術(shù)特別適用于處理大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣,可以有效提高處理效率、降低運(yùn)行成本,VOCs去除效率可達(dá)到93%以上。   

  1、噴漆是家具制造行業(yè)主要工藝之一，在很大程度上決定了家具制品的外觀、色彩、質(zhì)量、檔次與價(jià)值。就當(dāng)前家具行業(yè)來(lái)說(shuō)，VOCs主要來(lái)自于噴漆工序中涂料中有機(jī)溶劑和稀釋劑的揮發(fā)，而且不同種類(lèi)的涂料在使用過(guò)程中所排放的VOCs種類(lèi)和含量也不同，涂裝相同面積時(shí)，使用溶劑型涂料產(chǎn)生的VOCｓ量多，水性涂料次之，粉末涂料少。雖然目前國(guó)家要求家具行業(yè)大力推廣使用水性、紫外光固化涂料，到2020年底前，替代比例達(dá)到60%以上，但是鑒于家具行業(yè)噴漆過(guò)程水性、紫外光固化涂料技術(shù)的不成熟，業(yè)內(nèi)目前仍以溶劑型涂料為主，噴漆過(guò)程產(chǎn)生大量的漆塵和VOCs，因此對(duì)家具行業(yè)VOCS治理提出了很高的要求。 

  以某大型家居企業(yè)為例，企業(yè)設(shè)置兩條噴漆線，進(jìn)行木門(mén)和浴室柜噴涂，噴涂廢氣具體包括：調(diào)漆廢氣、噴漆廢氣、烘干廢氣，主要污染物為醋酸乙酯、苯乙烯、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、甲基異丁酮、異氰酸酯單體、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、甲苯、2-甲基-2-丙烯酸-2-羥乙基酯磷酸酯、丙烯酸、3-氯-1，2-環(huán)氧丙烷、乙苯、甲基乙基酮、環(huán)己酮、石油、1，2，4-三甲基苯、乙二醇、顆粒物，該過(guò)程風(fēng)量約為215000m3/h，噴涂、VOCs產(chǎn)生濃度為120~330mg/m3，該廢氣具有風(fēng)量大、濃度低、廢氣組分復(fù)雜、無(wú)回收價(jià)值等主要特點(diǎn)。 

  對(duì)于大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣經(jīng)過(guò)沸石分子篩吸后，可轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量、中高濃度的有機(jī)廢氣，因此企業(yè)噴漆廢氣選用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮十RTO處理，具有凈化效率高、投資低等優(yōu)點(diǎn)，可以確保噴漆廢氣達(dá)標(biāo)排放，工藝技術(shù)合理、可行。 

  2.沸石轉(zhuǎn)輪濃縮十RTO技術(shù)原理 

  本技術(shù)是沸石轉(zhuǎn)輪吸附同蓄熱式焚燒技術(shù)的組合工藝，凈化系統(tǒng)主要由三級(jí)干式過(guò)濾裝置、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮吸附裝置、RTO、風(fēng)機(jī)、換熱器、PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成。該組合技術(shù)通過(guò)沸石轉(zhuǎn)輪的吸附濃縮使大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣濃縮為小風(fēng)量、高濃度濃縮氣體，高濃度濃縮氣再經(jīng)RTO高溫燃燒分解為CO2和H2O等無(wú)機(jī)成分。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮裝置是利用吸附-脫附-濃縮三項(xiàng)連續(xù)變溫的吸附、脫附程序，通過(guò)轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)輪(被分割成吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū))上同時(shí)完成VOCs的吸附、脫附再生。

  組合技術(shù)工藝過(guò)程：經(jīng)三級(jí)干式過(guò)濾裝置去除粉塵、顆粒物后的有機(jī)廢氣流過(guò)濃縮轉(zhuǎn)輪時(shí)，其中的有機(jī)物在轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)域會(huì)被吸附下來(lái)，經(jīng)過(guò)吸附凈化后的廢氣(約占處理風(fēng)量的85%~95%)排放到大氣中，一小部分廢氣(約占處理風(fēng)量的5%~15%)對(duì)轉(zhuǎn)輪冷卻區(qū)降溫后經(jīng)換熱器被加熱到180~220℃的脫附溫度后，流入脫附區(qū)，脫附區(qū)有機(jī)物從吸附劑—沸石上脫離到加熱的氣流中，轉(zhuǎn)輪得以再生，脫附后的高濃度VOCs被送入RTO高溫焚燒，反應(yīng)后的高溫?zé)煔膺M(jìn)入規(guī)整蜂窩陶瓷蓄熱體，95%的熱量被蓄熱體吸收并“儲(chǔ)存”起來(lái)，溫度降低到接近RTO入口溫度，通常不超過(guò)50℃。蓄熱體溫度升高后，通過(guò)切換閥或旋轉(zhuǎn)裝置切換氣流流向，分別進(jìn)行蓄熱和放熱，實(shí)現(xiàn)熱量的有效回收利用。 

  3.沸石轉(zhuǎn)輪濃縮十RTO簡(jiǎn)介 

  案例所采用沸石轉(zhuǎn)輪濃縮十RTO廢氣處理設(shè)備主要包括混合總管單元、三級(jí)干式過(guò)濾器、升溫調(diào)濕單元、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮單元、蓄熱氧化爐單元。 

  3.1三級(jí)干式過(guò)濾器 

  三級(jí)干式漆霧過(guò)濾器能較完全地去除粉塵、漆霧，氣體中0.5μm以上的塵凈化效率≥98%。它的原理是通過(guò)材料纖維改變漆霧顆粒的慣性力方向從而將其從廢氣中分離出來(lái)，材料逐漸加密的多重纖維經(jīng)增加撞擊率，提高過(guò)濾效率。過(guò)濾時(shí)能有效通過(guò)不同過(guò)濾材料組合，利用材料空間容納漆霧，達(dá)到更高的過(guò)濾效率是干式材料的特有性能。 

  當(dāng)過(guò)濾系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定報(bào)警值時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)接入中央控制室，提醒操作人員更換濾材。

  沸石濃縮轉(zhuǎn)輪被分為吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū)三個(gè)功能區(qū)，沸石分子篩轉(zhuǎn)輪在各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

  在吸附區(qū)：廢氣通過(guò)前置的過(guò)濾器后，送至沸石分子篩轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)。在吸附區(qū)(吸附區(qū)面積為S1)有機(jī)廢氣中的VOCs被沸石分子篩吸附，未被吸附的廢氣在吸附風(fēng)機(jī)的帶動(dòng)下，直接排入煙囪達(dá)標(biāo)排放。 

  在脫附區(qū)：沸石轉(zhuǎn)輪上吸附的VOCs，在脫附區(qū)(脫附區(qū)面積為S2)被高溫逆向脫附、濃縮，脫附溫度約200℃，濃縮倍數(shù)一般為5~25倍。濃縮倍數(shù)： 

  n=(S1×V1)(/S2×V2)，其中S1/S2=10：1，

  V1/V2=(0.5~2.5)。脫附氣在脫附風(fēng)機(jī)的帶動(dòng)下進(jìn)入RTO焚化系統(tǒng)。 

  在冷卻區(qū)：為保證高的吸附效率，需對(duì)高溫脫附后的轉(zhuǎn)輪進(jìn)行冷卻。冷卻空氣冷卻轉(zhuǎn)輪吸附材后自身被預(yù)熱，作為脫附氣的源氣，再與來(lái)自RTO燃燒室來(lái)的高溫凈化氣換熱，溫度提升至180~200℃后逆向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)進(jìn)行高溫脫附。

  沸石分子篩轉(zhuǎn)輪設(shè)備整體密閉，污染源主要為沸石分子篩更換產(chǎn)生的廢沸石材料，但根據(jù)工程實(shí)際案例運(yùn)營(yíng)情況，吸附材料一般壽命在5年以上。