造纸厂废气用沸石转轮浓缩,工作原理拆解成六步
造纸厂里像涂布、印刷、复合这类工序,废气有个特点:风量大,但VOCs浓度并不高,直接上燃烧类设备处理全风量并不划算,沸石转轮浓缩装置就是为这种工况设计的——先把废气「浓缩」起来,再交给后端治理设备处理。它的工作原理可以拆成这样几步。
- 废气先进入吸附区。转轮是一个由蜂窝状沸石分子筛做成的圆盘,绝大部分面积(通常占80%左右)用作吸附区,大风量低浓度的废气缓慢通过这部分区域时,VOCs分子被沸石孔道吸附截留,处理后的洁净空气直接排放或者回用。
- 转轮被分成三个功能区。除了占比最大的吸附区,剩下的小部分被划分成脱附区和冷却区,三个区域沿圆周分布,转轮缓慢转动时,同一块沸石会依次经过这三个区域,循环往复。
- 脱附区用小风量热风解吸。一股经过加热的小风量气体(通常只占总处理风量的十分之一左右)吹过脱附区,把刚才吸附在沸石孔道里的VOCs重新释放出来,这股高浓度小风量气体就是「浓缩」后的产物,浓度能提高十倍甚至二十倍以上。
- 浓缩后的废气送去后端燃烧或者氧化处理。因为风量只有原来的十分之一左右,后端配套的蓄热燃烧或者催化燃烧设备可以做得小很多,投资和运行能耗都跟着降下来,这也是沸石转轮浓缩最大的经济性所在。
- 冷却区让沸石降温后回到吸附区。脱附区用的是热风,沸石本身温度也升高了,如果直接拿去吸附效率会打折扣,所以设计了一个冷却区,用常温风把沸石降到合适温度,再进入下一轮吸附循环。
- 沸石材料本身耐高温、疏水性好,不容易受废气里水汽影响,使用寿命通常能到3-5年以上,但前提是废气里不能夹带大量粉尘或者粘性物质,不然会堵塞分子筛孔道,这也是造纸厂废气进转轮前,前置除尘或者过滤环节不能省的原因。
转轮的转速一般控制在每小时2-6转,转速快慢直接影响吸附和脱附的匹配程度,需要根据实际VOCs浓度和风量做调整,不是一个固定不变的参数。


