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高沸点物质对沸石转轮的影响和预防措施

文章出处:岱创过滤   责任编辑:岱创过滤   发布时间:2022-03-09 15:27:30    点击数:-   【


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沸石转轮+RTO组合的废气治理方式在大风量、低浓度有机废气行业得到普遍的认可与应用。该技术具有VOCS处理效率高、节约能耗的特点。

但随着沸石转轮废气治理工艺越来越多的应用,废气中高沸点有机物对沸石转轮的影响也日渐暴露出来。明明转轮前置过滤器采用合格的过滤器拦截了漆雾,转轮分子筛表面情况也良好,没有出现堵塞的情况,但沸石转轮处理效率不断衰减,后置的热氧化设备的辅助燃料消耗不断提高,甚至出现不能满足排放标准的情况。这是为什么呢? 

什么是高沸点物质

在再生温度(180~200℃)下不能脱附的物质被称作高沸点物质,通常包含沸点超过220℃的VOCs、饱和蒸气压在20Pa以下(20℃)的VOCs、沸点在170~220℃且饱和蒸气压在100Pa以下(20℃)的VOCs。高沸点物质主要来源于生产原料。

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高沸点物质对转轮的影响

一、沸石转轮处理效率衰减,难以满足排放标准。高沸点有机物在正常沸石转轮解吸再生温度条件下,无法彻底从沸石中解吸,部分高沸点有机物占据沸石的有效吸附孔道。沸石转轮的处理效率衰减,极易造成沸石转轮出口浓度难以满足地方排放标准。

二、随着沸石转轮处理效率的衰减,后置的热氧化设备的辅助燃料消耗会相应增加。沸石转轮解吸后的浓度直接影响后置热氧化设备的辅助燃料消耗。沸石转轮净化效率下降,解吸再生后的有机物浓度将会减小,后端的热氧化设备的辅助燃料消耗将会增加。

三、随着高沸点物质在沸石转轮中的蓄积,则会有沸石转轮焖燃的风险。发生焖燃的沸石转轮系统由于长期运行,其转轮内部积聚了较高浓度的高沸点物质。高沸点有机物蓄积在沸石转轮中,若沸石转轮系统的PLC等自控监控系统出现异常(例如:脱附温度控制异常),则此种情况下沸石转轮焖燃的风险将会增大。

预防和维护措施

2.1 源头控制
若企业采用沸石转轮工艺进行有机废气治理,则需要对废气中的高沸点有机物的组分及占比进行详细的检测与分析。严格控制高沸点有机物质进入沸石转轮,需要对原料中的高沸点物质严禁添加或通过低沸点有机物进行替代。对生产过程中易产生高沸点有机物的工段(例如:烘干室的废气)不建议直接引入沸石转轮中,建议通过一定的预处理系统后再引入沸石转轮中或直接引入沸石转轮后置的热氧化系统中。
2.2 定期高温再生
若企业采用沸石转轮工艺进行有机废气治理,且引入沸石转轮的废气组分中含有高沸点物质,则沸石转轮要选择高温再生型。根据《HJ 2026-2013 吸附法工业有机废气治理工程技术规范》规定:对于可再生工艺,应定期对吸附剂动态吸附量进行检测,当动态吸附量降低至设计值的80%时宜更换吸附剂。对于沸石转轮而言,此规定则是判定进行高温再生的一个重要参考。当沸石转轮吸附效率明显下降或者动态吸附容量下降至设计值的80%时,需要对沸石转轮进行高温再生(300±5℃),这样脱附出口温度可达到200℃,实现高沸点物质的有效脱附。

2.3 设置沸石转轮预处理(增加活性炭过滤器)
沸石转轮通过高温再生可一定程度的恢复其吸附净化性能,但是不能完全恢复到沸石转轮的初始净化效率。沸石转轮进行有效的高温脱附之后,其内部的有机物积聚量可降低约40%~60%。为了避免高沸点VOCs物质吸附于沸石分子筛,可在废气进入沸石转轮之前增加高沸点活性炭过滤器,先将高沸点VOCs进行预处理,不使其进入沸石分子筛转轮。
废气中VOCs组成复杂多样。实验研究证明,活性炭对于VOCs的饱和吸附量随着吸附质沸点的增大而增大,且呈现出极好的线性相关性。VOCs吸附质竞争吸附的最终结果表现为活性炭对强吸附组分的明显选择吸附效果。即活性炭易于吸附沸点高的VOCs,难以吸附沸点低的VOCs。因此沸点高于200℃的VOCs相对于沸点低于200℃的VOCs更容易被活性炭吸附。