随着新环保法规的修订出台与各地对VOCs排放限制的严控,环保行业对VOCs治理设备提出了更高的要求。相比于单一VOCs废气处理设备,沸石转轮+催化氧化组合装置具有设备体积小、去除效率高、安全性与经济性良好的多重优势,这也是未来VOCs 废气治理装置的主流发展方向。
1.沸石转轮吸附浓缩技术
沸石转轮吸附浓缩技术协同组合并用于挥发性有机化合物(VOCs)废气治理的装置。例如对包装印刷行业所排放的VOCs废气风量、VOCs成分及其质量浓度与特性的分析,采用疏水性分子筛的沸石转轮吸附浓缩装置与催化氧化组合装置,具有高去除率与高经济性。
2.包装印刷行业废气治理方法
包装印刷行业中彩色印刷与塑膜复合工序中,使用大量溶剂型油墨与稀释用有机溶剂等物质,我国每年仅包装印刷行业挥发性有机化合物(VOCs)的排放量,可达约200万-300万吨,所产生的VOCs废气通常采用活性炭吸附、催化氧化/蓄热式催化氧化(CO/RCO)、蓄热式焚烧(RTO)等方法进行治理,其中又以催化氧化与焚烧法较为普及。
3.包装印刷废气具有以下特点
废气成分复杂,含有多种有机物质;
油墨干燥时,由于需要严格控制生产车间的废气质量浓度,通常引入较大风量来进行通风,因此所产生的VOCs 废气风量大、浓度低。
4.包装印刷废气处理采用沸石转轮优势
包装印刷废气通常是大风量低浓度废气,净化后,废气中的苯、甲苯、二甲苯、非甲烷烃(NMHC)的去除效率可达98%以上。对装置运行能源的计算对比,在催化氧化工段,采用电加热氧化较为经济节能。
传统催化燃烧或焚烧炉装置适用于处理不同风量的中高浓度VOCs废气, 设备大小主要取决于其自身的最大处理风量。但在处理大风量低浓度的VOCs废气时, 采用单一催化燃烧或焚烧炉需要庞大的装置,不仅一次设备的投资成本高,而且会大幅增加后续燃料的运行成本。因此实际处理中需引入沸石转轮技术, 先对大风量低质量浓度VOCs废气进行吸附, 将其浓缩为小风量高浓度的气体后再进行催化氧化处理。
在实际工程应用中,沸石转轮+催化氧化组合装置已展现出显著的技术优势。以某大型包装印刷企业为例,其采用两套处理风量达10万m³/h的沸石转轮系统,配合催化氧化装置后,VOCs去除率稳定维持在99.2%以上,年减排有机废气达1200吨。更值得注意的是,通过余热回收系统将氧化段高温烟气热量回用于转轮脱附环节,使整体能耗降低约35%,实现了环境效益与经济效益的双赢。
这种组合工艺的创新性还体现在智能控制方面。现代系统通过在线浓度监测仪与PLC控制系统的联动,可实时调节转轮转速和脱附温度。当检测到废气浓度波动时,系统能自动切换吸附区面积,确保浓缩倍数始终维持在15-20倍的最佳区间。这种动态调节机制不仅提升了处理效率,更将催化剂使用寿命延长了40%,大幅降低了维护成本。
随着材料科学的进步,第三代疏水性沸石转轮已实现突破性发展。新型分子筛材料通过稀土元素改性,对乙酸乙酯等极性物质的吸附容量提升50%,抗湿度干扰能力显著增强。配合研发的低温高活性催化剂,使氧化反应起燃温度降至220℃以下,进一步拓宽了该技术在食品包装、医药软包等特殊领域的应用边界。
未来,该技术路线将朝着模块化、标准化方向发展。已有设备制造商推出集装箱式一体化解决方案,将预处理、转轮吸附、催化氧化等单元集成在45英尺标准集装箱内,现场安装周期缩短至7天。这种”即插即用”的设计理念,特别适合中小型企业分布式治理需求,预计将在2025年前覆盖30%的包装印刷企业。随着碳交易市场的完善,VOCs减排量将可转化为碳配额,这为组合技术的推广应用提供了新的经济驱动力。