1 / 12 國內外沸石轉輪技術研發的現狀和趨勢
1 、現狀和趨勢
自上世紀 60年代起，歐美等國家內已出現吸附富集-脫附濃縮-
蓄熱催化氧化后處理技術的應用，德國的 Dürr 公司、美國 Megtec、
Enguil 公司和加拿大 Biothermica 公司等，在行業中占有絕大部分
市場。作為整體技術的核心材料，吸附劑品質的提升及其利用方式的
改進對提升廢氣治理水平有顯著幫助。瑞典人 CarlMunters 創新性的
提出將吸附材料做成具有蜂窩狀結構的轉輪用于分離過程的概念，并
于 1974 年申請了。1986 年，瑞典 Munters 公司將蜂窩狀沸
石轉輪用于 VOCs 廢氣處理。1988 年，日本株式會社西部技研公司將
加工成波紋形和平板形的陶瓷纖維紙用無機黏合劑粘結在一起后卷
成具有蜂窩狀結構的轉輪，然后將疏水性沸石涂覆在蜂窩狀通道的表
面得到吸附轉輪，并將其成功用于 VOCs 凈化處理。此外，日本霓佳
斯公司的相關產品也代表當前世界的*水平。目前在日本、美、歐
等國和中國臺灣地區，轉輪吸附濃縮技術在低濃度、大風量工業有機廢氣
的治理得到了普遍應用。總體上來看，沸石吸附轉輪的生產技術還掌
握在國外企業手中，主要有瑞典的 Munters 公司、瑞典 DST 公司、瑞
典 ProFlute 公司、日本株式會社西部技研、日本霓佳斯（NICHIAS）
公司、日本 Daikin（大金）公司、美國 atea-WKUSA 等。
轉輪濃縮后的 VOCs 采用的燃燒技術中、、最
的治理技術是氧化燃燒技術和催化燃燒技術。其中，催化燃燒技術能
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使 VOCs 在較低溫度下發生氧化反應，有效降低設備運行功率。在催
化燃燒技術的基礎上增加陶瓷蓄熱體與余熱再利用系統即為蓄熱式
催化燃燒技術（簡稱 RCO），能夠顯著節能降耗。上世紀日本三菱公
司設計利用移動閥切換的蓄熱裝置，采用了具有高蓄熱能力的陶瓷蜂
窩體，并進行了實際應用。除了對設備工藝的持續改進，催化劑的研
發也是影響廢氣處理的關鍵內容。國外研究者已報道了一系列 Pd、
Au、Ce、Al2O3 負載的 Pt 等不同金屬催化劑用于 VOCs 催化燃燒降解
的實驗結果。德國的 SüD-Chemie 公司是目前開發 VOCs 氧化降解催化
劑較為成功的企業之一。
雖然少數國外公司掌握了沸石濃縮轉輪的關鍵技術，但濃縮系統
與氧化系統優化匹配方案仍然有待完善，并且國外相關產品價格昂
貴，限制了此技術在國內涂裝、汽車噴涂等行業的大規模推廣應用。
2 、國內技術現狀和趨勢
國內的沸石吸附濃縮設備起步較晚，生產企業多以組裝、代理為
主要經營模式，作為設備核心的沸石吸附單元基本依賴進口，國外具
有生產技術的企業也在國內相繼設立設備組裝廠。不過，國內現有的
沸石轉輪成型及制備技術水平與國外的差距正在逐步縮小。截止目
前，國內已有多家高校及科研院所的研發團隊對沸石轉輪進行了相關
研究，包括華南理工大學、浙江大學等。但是，想要達到并超越國外
同類產品，就需要創新性研發轉輪制備工藝，形成具有自主知識產權
的轉輪制備技術。
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近年來，我國在催化燃燒技術發展方面已經趨于成熟，國內已有
工業應用及推廣的實例。對催化燃燒技術而言，采用蜂窩狀全效換熱
器回收低品位熱源、進一步優化系統的結構設計及實現標準化、模塊
化設計是未來的發展趨勢，代表性企業包括青島華世潔環保科技有限
公司、北京創導奧福精細陶瓷有限公司、福州嘉園環保股份有限公司
等。
目前國內有關工業有機廢氣的相關的技術規范有：《揮發性有機
物（VOCs）污染防治技術政策》、《吸附法工業有機廢氣治理工程技
術規范》、《催化燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規范》，系列標
準有：《HJ/T4389-2007 工業廢氣催化凈化裝置》、《HJ/T386-2007
工業廢氣吸附凈化裝置》、《HJ/T387-2007 工業廢氣吸收凈化裝置》、
《GB20101-2006涂裝作業安全規程有機廢氣凈化裝置安全技術規定》
等。但截至目前，仍然沒有沸石吸附轉輪裝置及沸石吸附蓄熱催化氧
化耦合裝置等相關技術規范、制造標準和產品技術要求發布。隨著技
術的不斷完善及涂裝行業 VOCs 治理市場的日益擴大，亟需制定相應
的標準、規范。
總而言之，國內已經開展了相關的技術研究，具有較好的研究基
礎，但是在核心材料研發、系統化集成、示范工程應用等方面有待突
破。綜合水平的提高乃至超過水平，對提升國內涂裝等行業
大風量、中低濃度 VOCs 治理水平及裝備水平有顯著幫助，促進國內
工業有機廢氣治理行業的發展。
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用于 VOCs 處理的沸石轉輪技術研究
VOCs（volatile organic compounds），揮發性有機化合
物，是指會產生危害的那一類揮發性有機物，是空氣中普遍存在
且組成復雜的一類有機污染物的統稱。
VOCs 對大氣造成的危害主要有：（1）部分具有毒性和致癌
性，危害人體健康；（2）VOCs 中的碳氫化合物與氮氧化合物在
紫外線的作用下反應生成臭氧，可導致大氣光化學煙霧事件發
生，危害人類健康和植物生長；（3）參與大氣中二次氣溶膠的
形成，二次氣溶膠多為細顆粒，不易沉降，能較長時間滯留在大
氣中，對光線的散射力較強，能顯著降低大氣能見度。目前我國
大部分城市大氣環境已呈現區域性霾污染、臭氧及酸雨等三大復
合型污染特點，而 VOCs 是極重要的助推劑之一。
一、 VOCs 處理技術
VOCs 對環境的極大危害和對人體健康的嚴重威脅，引起了
的高度重視。VOCs 的治理在我國已是刻不容緩，目前 VOCs
的處理技術主要分為兩大類：
（1）在源頭上進行控制，具體是指在生產環節上防止或減
少 VOCs 排放的措施，是治理有機廢氣污染的方法。但由于
技術水平的限制，會不可避免地向環境中排放和泄漏不同濃度的
有機廢氣，實現難度較大。
（2）在生產末端控制并消除 VOCs 的治理方法，可分為回收技術
和銷毀技術兩類。回收技術是采用物理方法將 VOCs 回收的非破
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壞性方法，主要有活性炭吸附法、冷凝法、膜處理法等。此類方
法不僅能有效控制 VOCs 的排放，而且回收利用能夠節約資源，
帶來經濟效益，目前越來越受到人們的關注。銷毀技術即通過化
學或生物反應過程使 VOCs 廢氣氧化分解為無毒或低毒物質的破
壞性方法，主要技術有燃燒、光催化降解、等離子體技術、生物
降解等。
上述 VOCs 廢氣處理技術是單一處理工藝，須根據 VOCs 廢氣
排放的具體情況和要求，選擇合適的工藝；因為 VOCs 種類繁多、
成分復雜、性質各異，在很多情況下采用一種凈化技術往往難以
達到治理要求，并且很不經濟。利用不同單元治理技術的優勢，
采用組合治理工藝，既可以滿足排放要求，又可以降低設備的運
行費用，沸石轉輪濃縮技術即一種新型組合 VOCs 處理技術。
二、沸石濃縮轉輪技術發展現狀
2.1 現狀和發展趨勢
20 世紀 60 年代起，歐美等國已出現吸附富集—脫附濃縮—
蓄熱催化氧化后處理技術的應用，其中德國 Dürr 公司，美國
Megtec、Enguil 公司和加拿大 Biothermica 公司等在行業中占
有絕大部分市場。1986 年，瑞典的 Munters 公司將蜂窩狀
沸石轉輪用于 VOCs 廢氣處理。1988 年，日本株式會社西部技研
公司將加工成波紋形和平板形的陶瓷纖維紙用無機黏合劑粘結
在一起后卷成具有蜂窩狀結構的轉輪，然后將疏水性沸石涂覆在
蜂窩狀通道的表面得到吸附轉輪，并將其成功用于 VOCs 的凈化
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處理。目前，沸石濃縮轉輪系統在日本、美國、歐洲等國獲得普
遍使用，就技術而言，沸石吸附轉輪的生產技術還掌握在國外企
業手中。
VOCs 經轉輪濃縮后，再采用氫化燃燒技術和催化燃燒技術
進行燃燒處理。國外對設備工藝進行持續的改進，日本三菱公司
在 20 世紀就設計利用移動閥切換的蓄熱裝置，采用了具有高蓄
熱能力的陶瓷蜂窩體，并實際應用。催化劑也是影響廢氣處理的
關鍵內容，將 Pd、Au、Ce 等金屬催化劑用于催化燃燒降解的實
驗結果在國外已見報道，德國的 SüD-Chemie 公司是目前研究較
為成功的企業之一。目前，國外沸石濃縮轉輪的相關產品價格昂
貴，在我國的 VOCs 廢氣處理中很難大規模應用。
2.2 國內技術現狀和發展趨勢
國內的沸石吸附濃縮設備起步較晚，生產企業多以組裝、代
理為主要經營模式，作為核心的沸石吸附單元基本依賴進口，國
外具有生產技術的企業也在國內相繼設立設備組裝廠。不過，國
內現已有多家高校及科研院所如華南理工大學、浙江大學等對沸
石轉輪進行了相關研究，使得國內現有的沸石轉輪成型及設備技
術水平與國外的差距在逐步縮小。近幾年，我國在催化燃燒技術
方面也已取得較大發展，國內已有工業應用及推廣的實例。對催
化燃燒技術而言，采用蜂窩狀全效換熱器回收低品位熱源、進一
步優化系統的結構設計及實現標準化、模塊化設計是未來的發展
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趨勢。雖然我們已經有了較好的研究基礎，但是在核心材料研發、
系統化集成、示范工程應用等方面還有待突破。
二、 沸石濃縮轉輪技術
沸石濃縮轉輪系統是的的廢氣濃縮技術，沸
石轉輪吸附濃縮裝置采用吸附—脫附—濃縮焚化三項連續程序，
主要用于有機廢氣的治理，特別適用于大風量、低濃度場合。該
吸附裝置以陶瓷纖維為基材，做成蜂窩狀的大圓盤輪狀系統，輪
子表面涂覆疏水性沸石做吸附劑。沸石轉輪吸附濃縮裝置主要由
廢氣預處理系統、分子篩轉輪濃縮吸附系統、脫附系統、冷卻干
燥系統和自動控制系統等組成。轉輪后有后處理系統。其核心技
術是高效吸附分離濃縮過程以及所采用的具有蜂窩狀結構的吸
附轉輪。
3.1 沸石轉輪基本構造
沸石轉輪濃縮區可分為處理區、再生區、冷卻區三部分，濃
縮轉輪在各個區內連續運轉。VOCs 有機廢氣通過前置過濾器過
濾后，再通過濃縮轉輪裝置的處理區。在處理區 VOCs 被吸附劑
吸附去除，凈化后的空氣從濃縮轉輪的處理區排出。吸附在濃縮
轉輪中的有機廢氣 VOCs，在再生區經熱風處理而被脫附、濃縮
到 5～15 倍的程度。濃縮轉輪在冷卻區被冷卻，經過冷卻區的空
氣，加熱后作為再生空氣使用，達到凈化節能的效果。沸石轉輪
結構如圖 1所示。
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3.2 沸石轉輪工藝參數
（1）濃縮比：轉輪通過吸附—脫附以獲得低流量的濃縮氣
體，濃縮比是轉輪性能的一個重要指標，定義為進氣流量與再生
風流量的比值。
（2）轉輪轉速：吸附與脫附在轉輪運行周期中是同步進行
的，兩者互為影響，共同決定轉輪的去除效率，而轉速的大小意
味著吸附和脫附時間長短。
（3）再生風溫度：吸附劑的解析再生存在一個特征溫度，
即清洗溫度，高于該溫度可以獲得更快的解析速率，同時消
耗更小的脫附風量。
沸石轉輪結構的密封是一個非常重要的控制點，密封性不佳
會使得轉輪應用上存在竄風的問題。
三、 結語
沸石轉輪濃縮+催化燃燒進行工業有機廢氣的處理，現在我
國已經廣泛應用于印刷業、半導體制造業、涂裝行業等多個工業
生產領域，但是目前作為核心技術的沸石吸附單元仍依賴于進
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口，使得沸石濃縮轉輪系統在 VOCs 處理的使用中受到了很大限
制。隨著新型吸附劑的開發及我國轉輪制作技術、密封技術的提
高，轉輪吸附技術將會在更大范圍、更多產業中得到應用。
沸石轉輪吸附濃縮原理 -ROTOR
北極星 VOCs在線訊:沸石轉輪是將大風量、低濃度的廢氣濃縮到
高濃度、小風量的廢氣，從而減少設備的投入費用和運行成本，提高
voc 廢氣的高效率處理。在處理大風量、低濃度的廢氣燃燒和回收的
時候，如果沒有沸石轉輪，直接進行燃燒的情況下，廢氣處理設備不
僅體積龐大，而且產生的運行費用也會很龐大。
沸石轉輪基本原理構造
沸石轉輪濃縮區可分為處理區、再生區、冷卻區，濃縮轉輪在各
個區內連續運轉。
VOC 有機廢氣通過前置過濾器后，通過濃縮轉輪裝置的處理區。
在處理區 VOCs 被吸附劑吸附去除，凈化后的空氣從濃縮轉輪的處理
區間排出。
吸附于濃縮轉輪中的有機廢氣 VOCs，在再生區經熱風處理而被
脫附、濃縮到 5-15 倍的程度。
濃縮轉輪在冷卻區被冷卻，經過冷卻區的空氣，再經過加熱后作
為再生空氣使用，達到節能的效果。
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沸石轉輪應用于半導體制造、LCD 液晶制造
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設備特點
1.吸附、脫附效率高。
2.沸石轉輪吸附 VOCs 所產生的壓降極低，可大大減少電力能耗。
3.使原本高風量、低濃度的 VOCs 廢氣，轉換成低風量、高濃度
的廢氣，濃縮倍數達到 5-20 倍，大大縮小后處理設備的規格，運行
成本更低。
4.整體系統采用模組化設計，具備了最小的空間需求，且提供了
持續性及無人化的操控模式。
5.系統自動化控制，單鍵啟動，操作簡單，并可搭配人機界面監
控重要操作數據。
