沸石濃縮轉(zhuǎn)輪串連蓄熱式熱力爐所組成的高效率有機(jī)廢氣處理系統(tǒng)，能有效治理低濃度、大風(fēng)量的涂裝工業(yè)廢氣中的VOCs，具有良好的應(yīng)用效果。
技術(shù)原理
一、沸石吸附轉(zhuǎn)輪技術(shù)
具有多孔介質(zhì)的材料被廣泛用于氣體的萃取和分離。沸石分子篩和工業(yè)用活性炭一樣，都具有多孔的特征。1986年瑞典人將多孔吸附材料制成蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪，1988年日本人將疏水性分子篩涂敷在蜂窩狀吸附材料的表面制成吸附轉(zhuǎn)輪。經(jīng)過幾十年的技術(shù)進(jìn)步，目前沸石分子篩轉(zhuǎn)輪每小時可以處理200000m3的工業(yè)廢氣，實(shí)現(xiàn)吸附效率達(dá)95%，濃縮倍率5～25。
沸石吸附轉(zhuǎn)輪采用多倉室布置，根據(jù)吸附濃縮過程的功能不同分為吸附區(qū)、冷卻區(qū)和脫附區(qū)。轉(zhuǎn)輪工作過程中，沸石依次通過吸收區(qū)、脫附區(qū)和冷卻區(qū)，循環(huán)往復(fù)完成吸附脫附過程。根據(jù)廢氣處理量，轉(zhuǎn)輪一般以1～6r/h的速度持續(xù)緩慢旋轉(zhuǎn)。
二、蓄熱式燃燒技術(shù)
1984年蓄熱式燃燒技術(shù)被英國人用于鋼廠退火爐，20世紀(jì)80年代后期引入我國，用于鋼廠處理和回收利用低熱值的高爐煤氣。
由于對燃燒后高溫?zé)煔怙@熱的回收利用，提高了燃?xì)獾娜霠t溫度，有效降低了燃?xì)庵鹚璧哪芰浚粡V泛用于處理低熱值氣體，一般認(rèn)為熱值在1000kcal/m3的氣體即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的蓄熱燃燒。
有機(jī)廢氣通過蓄熱室進(jìn)入高溫（760℃～800℃）燃燒室進(jìn)行燃燒反應(yīng)，反應(yīng)后高溫?zé)煔馔ㄟ^另一蓄熱室放熱至低溫（120℃～170℃）后從煙囪排放。蓄熱體成對布置，交替進(jìn)行加熱、放熱，以固定時間（一般3min以內(nèi)）間隔進(jìn)行切換。蓄熱式熱力爐（RTO）根據(jù)蓄熱室的數(shù)量不同，分為二室（效率95%）和三室（效率98%）兩類。
三、組合工藝原理
如下圖所示，完整的蓄熱式燃燒組合工藝由三級干式過濾裝置、吸附轉(zhuǎn)輪、RTO依次串聯(lián)組成。
三級干式過濾裝置可以依次分為初效過濾器、中效過濾器和活性炭過濾層。其中，初效過濾器主要用來過濾5μm以上的粉塵和顆粒物，中效過濾器用于過濾粒徑1～5μm的粉塵和顆粒物，活性炭過濾層主要用于濾出高沸點(diǎn)物質(zhì)，保障轉(zhuǎn)輪安全，防止沸石被高沸點(diǎn)物質(zhì)污染后降低脫附效率。
三級干式過濾器整體能較完全地去除粉塵、漆霧，氣體中0.5μm以上的粉塵凈化效率≥98%，可確保廢氣滿足轉(zhuǎn)輪和RTO對廢氣的參數(shù)要求。
經(jīng)三級干式過濾裝置的有機(jī)廢氣分為兩部分通過吸附轉(zhuǎn)輪。大部分廢氣（85%～95%）流入吸附區(qū)，VOCs在范德華力作用下被吸附于沸石多孔介質(zhì)，經(jīng)吸附后的潔凈廢氣排放進(jìn)煙囪；小部分廢氣（5%～15%）依次通過冷卻區(qū)和脫附區(qū)，冷卻沸石的同時得到部分熱量，經(jīng)換熱器加熱至180℃～220℃的脫附溫度后，進(jìn)入脫附區(qū)。
沸石多孔介質(zhì)中的VOCs在熱氣流的加熱下脫離，與廢氣混合形成高濃度VOCs廢氣。轉(zhuǎn)輪經(jīng)脫附后得以再生，實(shí)現(xiàn)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
高濃度VOCs廢氣進(jìn)入RTO焚燒，反應(yīng)后的大部分VOCs被高溫銷毀，高溫潔凈煙氣經(jīng)過蓄熱室降溫后，可以通過外部換熱器預(yù)熱送往RTO，也可以作為高溫?zé)嵩唇?jīng)外部換熱器將脫附用的小股廢氣加熱至脫附所需溫度后，從煙囪排放。
該組合工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）沸石材料燃點(diǎn)高，相比于活性炭吸附工藝，可以選取較高的溫度脫附，高溫脫附效率高，安全性能好。沸石吸附轉(zhuǎn)輪連續(xù)勻速運(yùn)行，濃縮后的VOCs的氣流濃度和流量穩(wěn)定，便于運(yùn)行控制。
（2）RTO爐內(nèi)絕熱燃燒溫度高，廢物凈化效率高，燃燒產(chǎn)物余熱可以進(jìn)行二次回收利用。燃燒后的高溫氣體對濃縮后的VOCs氣流進(jìn)行加熱，減少了輔助燃料的使用量，降低了運(yùn)行成本。
（3）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。自動化技術(shù)成熟，結(jié)合熱工監(jiān)測技術(shù)，數(shù)據(jù)實(shí)時上傳，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一鍵點(diǎn)火、無人值守。
