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沸石转轮浓缩焚化腐蚀性技术在VOCs治理方面的研究与应用

2021-09-15 02:39:41

我国是一个名副其实的制造业大国,所以每年的VOCs排放量都是排在世界第一的位置,国内的自然环境已经因此受到了严重的影响,治理VOCs的排放十分紧迫。本文主要论述的是:沸石转轮浓缩焚化腐蚀性技术可以有效的吸附VOCs,可以推进VOCs的排放治理,且存在着其独有的效果和优势。

一、引言

我的制造业十分发达,作为一个制造业大国,每年的VOCs排放量都稳居世界第一,据相应的数据统计,每年的废气排放中,VOCs的排放量要远远超过二氧化硫、氮氧化物和粉尘的排放量,总的排放量已经达到了2000万吨。所以要想维护好大气环境,控制VOCs的排放量至关重要。

我国已经意识到治理VOCs的重要性,因此近些年来出台的政策如:

《大气污染防治法》《大气污染防治行动计划》、《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》,都在有意识的控制VOCs的排放量以及提出一些相应的治理方法,业内人士经过专业数据的分析后推测,后期我国将会继续出台一些与之配套的政策,这些政策的重点主要放在治理标准、重点行业整治方案、排污费征收等不同方面,我国的治理工程市场,也将会因为这些政策的出台和兑现,呈现出千亿的市场扩张,而其中VOCs的治理,作用将十分明显。

(一)什么是沸石

沸石(zeolite)是一种天然性的矿石,主要结构是晶体结构。天然的沸石中含有钠、钙、钾、钡、含水铝硅酸盐等成分,具有较强的吸水性。该天然矿石是1756年被发现的,因为矿物学家克朗斯提(Cronstedt瑞典)观察到该矿石在燃烧的时候会有沸腾的现象,所以将该天然矿石命名为“沸石”(瑞典文zeolit)。

(二)沸石分子结构

瑞典人Carl Munters在发现“沸石”的基础上,提出利用改矿石的蜂窝状结构的转轮应用到分离的过程当中,取得了成功之后申请了该项技术的专利,申请的年份为1974年。1986年,瑞典的Munters公司首次利用具有吸附性的蜂窝状沸石转轮用到VOCs的废气处理上。

1988年,日本的株式会社西部技研公司为进行VOCs净化处理,研究得出:若是将加工好的波纹形以及平板形陶瓷纤维纸采用无机粘合的方式做成蜂窝状的转轮,然后再将具有吸水性的沸石涂抹在这个转轮的通道上,该转轮就成为了吸附性转轮,经过实验证明,该吸附性转轮对于VOCs的净化处理十分有效。

二、沸石转轮及RTO燃烧炉介绍

(一)沸石分子筛

所谓沸石分子筛,就是沸石转轮的吸附剂,没有这个,沸石转轮将对VOCs没有任何的处理效果。而沸石分子筛属于一种结晶铝硅酸金属盐的水合物,化学通式为:Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。

其中M代表阳离子,m表示其价态数,z表示水合数,x和y是整数,改结构被活化后,里头的水分子会消失,剩下的成分就会自动形成笼形结构,孔径为3~10Å。

一般情况下,分子筛晶体中都会有很多大小不一的空穴,不同空穴之间会有直径相同的“孔”也称为“窗口”相连。因为分子筛的空穴可以吸附比其孔径小的分子,而比其孔径大的分子就会被其排除在外,这就起到了筛分分子的作用,并因此得名分子筛。

对比于其他的分子来说,分子筛具有两个较为显著的特点:第一,表面的路易斯中心极性很强;第二,沸石的笼或通道尺寸都偏小,所以其引力场都偏强。其主要表现有两种形式,如下图:

转轮浓缩,VOCs,VOCS废气治理

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