VOCs分子篩轉輪吸附技術
揮發(fā)性有機化合物(volatileorganiccompounds，VOCs)是空氣污染物特別是霧霾的主要污染源之一。世界衛(wèi)生組織等機構將VOCs定義為：在標準大氣壓下，熔點低于室溫、沸點在323.15～533.15K的有機化合物總稱，如苯、甲苯、二甲苯、萘等。VOCs來源于石油化工、制藥、印刷、制鞋、汽車制造、電子制造等行業(yè)，據測算，全國揮發(fā)性有機物(VOCs)排放量高達3000多萬噸，VOCs不僅對環(huán)境造成破壞，也給人類健康帶來威脅。
世界各國都制定出了對VOCs排放量的相關法律法規(guī)，盡量減少乃至消除VOCs的排放。但是，受到生產技術水平限制，以及成本壓力，大多數控制VOCs排放的方式還只能在處理尾氣階段。目前控制VOCs排放含量的方法主要包括回收技術和銷毀技術。
在實際操作中，往往根據廢氣中VOCs的風量、濃度、種類、經濟價值等具體情況選擇其中一種或是幾種組合使用。
分子篩轉輪吸附技術，是VOCs回收技術之一。
VOCs分子篩轉輪吸附技術
源于1950年美國人Bryant發(fā)明的轉輪除濕技術，1990年由日本公司用于VOCs凈化。該技術既可用于回收VOCs也可用于銷毀VOCs，該技術適用于低濃度VOCs廢氣，通過分子篩轉輪系統富集濃縮后可回收或銷毀。
VOCs分子篩轉輪吸附系統主要包括吸附VOCs分子篩轉芯(蜂窩狀塊體，HoneycombMonolithicAdsorbent)、氣體過濾裝置、轉動裝置、風機等組成。吸附VOCs分子篩轉芯是其核心部分。轉芯可經分隔板分為三個區(qū)域：吸附區(qū)、再生區(qū)、冷卻區(qū)。為防止各區(qū)域之間串風，每個區(qū)域使用分隔板隔開，分隔板使用的是耐高溫、耐腐蝕的橡膠密封材料。轉芯在馬達的驅動下以一定的轉速運行。
1-風機、2-吸附區(qū)、3-冷卻區(qū)、4-再生區(qū)、5-空氣加熱器、6-再生風機
圖1VOCs分子篩吸附濃縮凈化系統
含有VOCs污染的空氣經過濾后由風機送至分子篩吸附轉輪的吸附區(qū)，如圖1所示，吸附劑轉子由馬達經過皮帶帶動，以一定的速度緩慢轉動，低濃度的有機氣體由風機送至分子篩轉輪吸附劑，通過吸附劑的蜂窩孔得到凈化，凈化后的氣體從蜂窩孔另一端排出。隨著吸附的不斷進行，分子篩輪吸附劑中吸附接近飽和的部分轉入再生區(qū)，被從反方向吹掃的熱空氣脫附解吸，脫附下來的VOCs被收集起來進行集中處理，分子篩轉輪吸附劑被再生的部分進入冷卻區(qū)經過冷卻降溫后，轉入吸附區(qū)再次進行吸附操作。分子篩轉輪吸附劑經歷著吸附-脫附-冷卻的重復過程。一般再生空氣的風量小于處理風量，這樣再生出口的VOCs濃度被濃縮，因此該方法也稱為VOCs分子篩吸附濃縮技術。
分子篩轉輪吸附具有運行穩(wěn)定、結構緊湊、單位床層阻力小及占地面積小等優(yōu)點，已使用在印刷、集成電路、塑料加工、噴漆生產線等會產生低濃度大風量有機廢氣的生產中。
分子篩轉輪吸附劑
分子篩吸附轉輪用到的蜂窩結構吸附劑制備方法主要有涂覆式、沉浸式和成型式3種，使用的吸附材料主要有活性炭、活性炭纖維和沸石分子篩3種。
活性炭孔穴豐富，比表面積大，具有較好的廣譜適用性，相比沸石分子篩吸附容量要大，是目前使用zui廣泛的吸附劑。不過濕度對其吸附性能有較大影響，當廢氣中有大量水蒸氣時，吸附性能會大幅降低。而且由于解吸時溫度較高，存在易燃等安全性隱患。
活性炭纖維是繼活性炭后研制出新型吸附材料，其商業(yè)化生產始于上個世紀六十年代。與顆粒和粉末活性炭相比，活性炭纖維具有很高的抗拉強度和彈性，因而可以加工成為布、織物、紙、氈等多種形式。活性炭纖維有直接成型為蜂窩狀，制作成吸附轉輪。不僅如此，活性炭纖維有很高的比表面積，其BET比表面積可達1000~2000m2，且孔徑分布窄、均勻，并以微孔為主，其吸附量大，吸附快，再生容易，具有優(yōu)異的吸脫附性能?；钚蕴坷w維的應用領域也非常的廣泛，在水處理、空氣凈化中都有使用。
VOCs分子篩轉輪吸附市場
被稱為*zui嚴的《大氣污染防治法》于2016年1月1日起施行，其中明確規(guī)定生產、進口、銷售和使用含揮發(fā)性有機物的原材料和產品的，其揮發(fā)性有機物含量應當符合質量標準或者要求?！笆?規(guī)劃綱要也將VOCs納入總量控制目標。隨著排污費收費政策和補貼政策逐漸落地，VOCs治理將逐步放開。
中華環(huán)保聯合會秘書長張永紅表示，預計VOCs治理市場將迎來新一輪的爆發(fā)式增長，而“分子篩吸附濃縮轉輪"預計將有上百億的市場需求。
有機構估算，假設VOCs氣體密度均為0.8g/L，VOCs在工業(yè)園區(qū)的潛在治理市場空間，至少將達到400-600億元。其中，石油煉制行業(yè)所占市場空間zui大，近200億元、機械設備制造和印刷市場空間也達到100億元。截至2015年，VOCs治理市場的已發(fā)生空間約為50億元，主要集中在石油化工業(yè)以及印刷行業(yè)。到2020年，剩余市場空間約為500億元，具有相當大的增長潛力。
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