沸石轉輪一體機結合吸附、脫附及濃縮焚化三項操作單元為一體,是目前提供防治VOCs之較優良設備,但造價及操作維護成本偏高,并不適用于直接處理高沸點揮發性有機物是其限制所在。較適合每分鐘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之廢氣特性廠家應用。但若廢氣中含有多量之高沸點物質,則并不適合單、直接使用此系統處理之。高沸點VOCs雖容易吸附于沸石轉輪上,但由于系統設計之穩定考量,使得脫附高沸點VOCs溫度不足,所以往往造成脫附不易,且高沸點VOCs將蓄積其上、占據吸附位置,影響系統整體效能。若VOCs廢氣中含有多量之高沸點物質,欲應用沸石吸附濃縮系統控制,建議于進入系統前端加裝冷凝器、活性碳網柵及除霧器等設備,如此將可處理高沸點VOCs。
分子篩吸附轉輪系統利用吸附-脫附-濃縮焚化連續性過程,對VOCs廢氣進行處理凈化,具有應用范圍廣、穩定性高、運行穩定等優點。但在不同的實際應用場合,廢氣成分復雜,容易發生高沸點VOCs殘留聚合和悶燃現象。下面,來介紹一下沸石轉輪一體機的常見問題及解決方法:
一、高沸點VOCs殘留聚合。廢氣處理中含有高沸點VOCs物質時,若脫附熱量不足,吸附質未被全部脫附,會使得吸附質在近吸附短蓄積殘留,日久會發生聚合現象,進而阻塞沸石吸附位置,造成該區域吸附效能減弱。為使吸附于沸石中的高沸點VOCs能全部脫附,給出如下建議:
1、設置前端高沸點VOCs物質去掉設備。為了避免高沸點VOCs物質吸附造成脫附困難,可在廢氣進入吸附轉輪之前加前置濾布或活性炭過濾、加裝除霧器或冷凝器等,先將高沸點VOCs物質去掉。
2、定期進行高溫脫附循環。定期做高溫脫附處理,將脫除高沸點VOCs物質成分,同時亦可達活化沸石轉輪的效果,一般脫附溫度以300℃為較適宜。
3、定期以潔凈水進行保養清洗。清洗時需注意水質狀況,若其中大量含有鈣、鎂等離子,將可能會在沸石內形成碳酸鹽,阻塞沸石轉輪的蜂窩狀孔隙;而水中的氯仿可能占據沸石的吸附位置,阻礙對VOCs的吸附效能,此外水中所含微量重金屬物質也會毒化沸石。所以建議利用高壓噴嘴將清洗水形成微細霧滴狀,并以系統冷卻段干凈空氣做氣流載體。
4、提升脫附熱容量:方法一為提升脫附溫度,建議溫度控制在180-200℃之間,高不超過220℃,以免過多余熱導致冷卻不全部,影響吸附段效果;另一種方法為提升脫附循環風量,降低濃縮倍數,這樣可達到充足脫附循環效果。
二、發生悶燃現象。當在180-200℃脫附條件下時,若系統異常停止無氣流流通、且無外加氧氣供應,廢氣中的VOCs成分及在轉輪上聚合的高沸點物質,將借由轉輪中沸石與原殘留于轉輪孔道及沸石孔隙中的氧氣發生觸媒反應,形成放熱導致悶燃現象,并破壞沸石結構。為防預悶燃現象的發生,建議以氣(如氮氣)作為系統異常停機時的保護氣,同時以淋水噴霧裝置作為防止悶燃現象持續進行的佳解決途徑。
能承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物質濃度狀況,適時以潔凈水清洗沸石吸附轉輪。。唯清洗時須特別注意水質狀況,若其中含有大量鈣、鎂等離子,將可能會在沸石內生成碳酸鹽或碳酸氫鹽,阻塞沸石之蜂巢狀孔隙;而水中之氯仿可能占據沸石內吸附位置,阻礙處理廢氣內所含VOCs之吸附性能,此外水中所含微量之重金屬物質亦會毒化沸石,這將隨著清洗次數及水質水量狀況而有不同之影響;為克服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入轉輪內部,有研討采用如下的清洗程序。
利用高壓噴嘴將清洗水形成微細霧滴狀,并以系統冷卻端之干凈空氣為載流,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干凈空氣匯流,除可將附著于沸石內部之水氣攜出視為二道清洗外,亦可完成沸石干燥之程序,如此兩階段之清洗轉輪,其耗水量經統計可為以往守舊方式之20%至30%,能大幅降低廢水量,故可在成本考量下順利、進行沸石轉輪之清洗。