沸石轉輪技術原理及設計關鍵

 

一、沸石轉輪系統簡介

該系統系結合吸附、脫附及濃縮燃化三項操作單元為一體，是現在供給防治VOCs之較完善設備，但造價及操作保護本錢偏高，并不適用于直接處理高沸點揮發性有機物是其約束地點。

較合適每分鐘600立方公尺（CMM）高風量以上、VOCs之總碳氫化合物濃度介于500-1000ppm之廢氣***性廠家運用。但若廢氣中含有較多量之高沸點物質，則并不合適***自、直接運用此系統處理之。高沸點VOCs雖簡略吸附于沸石轉輪上，但由于系統設計之安全考量，使得脫附高沸點VOCs溫度缺乏，所以往往構成脫附不易，且高沸點VOCs將積蓄其上、占有吸附方位，影響系統全體效能。若VOCs廢氣中含有較多量之高沸點物質，欲運用沸石吸附濃縮系統操控，主張于進入系統前端加裝冷凝器、活性碳網柵及除霧器等設備，如此將可有用處理高沸點VOCs。

而若是廢氣中含有高濃度之顆粒，則有必要以微粒處理設備設置于沸石轉輪之前端，以防止這些顆粒于沸石之蜂巢結構中堆積，其間***簡略的微粒過濾設備為單層涂布，但其僅針對較***顆粒之過濾效果較佳，無法有用處理較小粒徑之顆粒，因而適用于既設、無空間之工廠，其對沸石轉輪之壽數延伸仍然有限。而擬新設置之工廠，若能預留空間給較有用之微粒處理設備（如袋式集塵設備），方可使沸石轉輪之壽數有用延伸之。

若無法承認VOCs廢氣中是否有其他廢氣混入或含有較多量之高沸點物質，欲運用沸石吸附濃縮系統操控，主張：

（1）設置顆粒物過濾設備。

（2）定時以清潔水保養清洗。

能接受水洗程序處理之轉輪，可依廠內所處理之廢氣所含高沸點VOCs物質濃度情況，當令以潔清水清洗沸石吸附轉輪。唯清洗時須***別注意水質情況，若其間含有很多鈣、鎂等離子，將或許會在沸石內生成碳酸鹽或碳酸氫鹽，堵塞沸石之蜂巢狀孔隙；而水中之氯仿或許占有沸石內吸附方位，阻止處理廢氣內所含VOCs之吸附功能，此外水中所含微量之重金屬物質亦會毒化沸石，這將跟著清洗次數及水質水量情況而有不同之影響；為戰勝沸石吸附轉輪之蜂巢狀孔道及其結構使得一般清洗水無法深化轉輪內部，有研討選用如下的清洗程序。

運用高壓噴嘴將清洗水構成微細霧滴狀，并以系統冷卻端之潔凈空氣為載流，先將微細霧滴狀之清水攜入沸石孔道內實施逆洗程序后，再從另一邊之吸附端吸入潔凈空氣匯流，除可將附著于沸石內部之水氣攜出視為***二道清洗外，亦可完結沸石枯燥之程序，如此兩階段之清洗轉輪，其耗水量經計算可為以往傳統辦法之20%至30%，能***幅下降廢水量，故可在本錢考量下順暢、有用進行沸石轉輪之清洗。

（3）于操作程序中進步脫附熱容量。

除于系統前增設預處理系統、定時實施水洗保養程序外，亦可藉由進步脫附熱容量之日常操作參數改進高沸點VOCs對系統所構成之影響，其實施之辦法可運用進步再生溫度及進步再生風量來達到。

系統操作工作時，即給予滿足之熱容量貫穿整個沸石吸附區，使距再生端較遠處仍然有充分之熱量將吸附其上之高沸點VOCs物質脫附下來，削減其發生積蓄聚合、占有吸附方位影響效能。

二、沸石轉輪系統的組成

沸石吸附濃縮轉輪燃化系統系運用吸附－脫附－濃縮燃化等三項接連程序，其設備***性合適處理高流量、低污染物濃度及含多物種之VOCs 廢氣，其主要運用于排放較淡薄且挨近周界溫度之污染物工業，典型運用如影印、涂裝制程及半導體工廠等相關工業。

沸石吸附轉輪組合(Cassette)為一中心軸承與軸承周圍之支撐圓形結構支撐著轉體，轉體由沸石吸附介質與陶瓷纖維制成。轉輪上包括用以分隔處理廢氣及處理后釋出潔凈氣體之密封墊，其原料為需能接受VOCS 腐蝕性及高操作溫度之柔軟資料制成(一般為硅)。密封墊將蜂巢狀沸石吸附轉輪組合阻隔成根本之吸附區(Adsorption zone) 及再生脫附區(Regenerationzone；desorption zone)，但為進步轉輪之吸附處理才能，則常見于前二區間加一阻隔冷卻區(Cooling zone or Purge zone)。一般吸附區為較***，而脫附區及冷卻區則為兩個較小且面積持平之處理側。有時為***別需求亦可分紅更多串聯區；而吸附轉輪由一組電動驅動設備用以旋轉轉輪，故轉輪處理時為可變速、且可操控每小時旋轉2 至6 轉之才能。

工廠所排放出之VOCS 廢氣進入系統后，***階段系通過疏水性沸石所組成之轉輪，VOCS 污染物質***先于轉輪上進行吸附；***二階段之脫附程序是由與后端燃化系統熱交換后預熱之經冷卻區處理后廢氣(約180 至250 ℃)，使其通入轉輪內運用高溫將有機物脫附下來，此刻出流污染物濃度***約可操控為入流廢氣之5 至20 倍左右，而脫附下來之有機物則可于***三階段進行溫度于700℃以上之燃化或進行冷凝收回再運用等程序，如此能夠削減后續之廢氣處理單元尺寸、操作經費及設備初設費用。

沸石轉輪之處理單元如下：

（1）沸石轉輪的機體是由一些***定的固體基材涂布上一層吸附劑粉末組成，基材是以陶瓷或玻璃或活性碳纖維經燒結所做成，其間陶瓷纖維因具有耐高溫、熱穩定性高、可水洗、不行燃及耐酸堿的***性而***受廣泛運用，吸附劑的品種則視欲處理的氣體成分而有所不同，一般可選用活性炭、沸石等。轉輪厚度一般為25cm-45cm。

（2）沸石轉輪之基質為陶瓷纖維外表涂布一層吸附劑，一般為活性炭或疏水性沸石，制成蜂巢狀圓形轉輪，再分為兩個區域，分別為吸附處理區及再生脫附區，但為進步轉輪之吸附才能，有時會設計于兩區之間多一個冷卻區，一般吸附區較***，脫附區與冷卻區為兩個較小且面積持平之處理區域。

（3）熱收回設備：將VOCs燃燒或氧化后之潔凈空氣其溫度高達500-700℃，將此部分空氣經由熱交換器將熱能加以收回，一起將潔凈空氣溫度下降后將其導至轉輪脫附區為轉輪進行脫附效果；若溫度太高則轉輪或許發生燃燒，因而進入轉輪之溫度不行太高，一般會設置兩段熱收回設備并增設一鼓風機導入新鮮空氣與燃燒后之空氣混合，以操控脫附溫度在180-220℃之范圍內。為處理VOCs廢氣，除了沸石吸附濃縮轉輪燃化系統外，并可在制程端如光阻涂布機臺或去光阻制程廢氣出口端加裝冷凝器，預先分流處理高沸點VOCs（如MEA、BDG、DMSO）。