Zeolith-Konzentrationsrotor
Der Adsorptionsmechanismus von Zeolith
Zeolith (auch bekannt als Molekularsieb) ist ein poröses Silica-Aluminat-Silikat oder ein Silica-Aluminat-Kristall, der ein System von Poren und Hohlräumen mit molekularer Größe (normalerweise 0,3~2 nm) ist, die durch Silica-Sauerstoff-Tetraeder gebildet werden oder Aluminium-Sauerstoff-Tetraeder, die durch Sauerstoffbrückenbindungen verbunden sind, und hat aufgrund der unterschiedlichen Größen und Formen der adsorbierten Moleküle die Fähigkeit, Flüssigkeitsmoleküle unterschiedlicher Größe zu sieben.
Die Adsorption von Substanzen durch Molekularsiebe stammt von physikalischer Adsorption, und ihre Kristallporen haben eine starke Polarität und ein Coulomb-Feld im Inneren, was eine starke Adsorptionsfähigkeit für polare Moleküle (wie Wasser) und ungesättigte Moleküle zeigt.
Molekularsieb hat eine gleichmäßige mikroporöse Struktur, sein Porendurchmesser ist gleichmäßig, diese Poren können Moleküle adsorbieren, die kleiner als ihr Durchmesser im Inneren des Porenhohlraums sind, und haben eine bevorzugte Adsorptionskapazität für polare Moleküle und ungesättigte Moleküle, sodass sie Moleküle mit trennen können unterschiedliche Polarität, unterschiedliche Sättigungsgrade, unterschiedliche Molekülgrößen und unterschiedliche Siedepunkte, das heißt, es hat eine "Siebfunktion" der Moleküle, sogenanntes Molekularsieb.
Funktionsprinzip des Zeolithrotors (VOC-Konzentrator).
Der Zweck des Zeolithrotors besteht darin, VOC-Gas von einem großen Luftvolumen auf ein kleines Luftvolumen zu konzentrieren. In dem kleinen Luftvolumen wird das VOC-Gas von der Verbrennungsanlage (TAR/RTO) effizienter behandelt.
Adsorption bedeutet, dass Flüssigkeitsmoleküle an einer "reaktiven" Substanz, die als "Adsorptionsmedium" bezeichnet wird, angereichert werden. Ähnlich einem Schwamm nimmt das Adsorptionsmedium die VOCs auf und „drückt“ sie dann durch Hochtemperaturdesorption heraus.
Der Rotor des VOC-Konzentrators besteht aus einer Wabenkeramikfaserplatte, die mit einem wasserfesten Zeolith (Molekularsieb) als Adsorptionsmedium imprägniert ist. Das Konzentratorsystem ist ein kontinuierlicher Prozess, bei dem sich der Rotor ständig dreht. Sie ist daher in drei Zonen unterteilt: Behandlungszone, Desorptionszone und Kühlzone, die jeweils voneinander getrennt sind.
Abgase, die VOCs enthalten, werden gesammelt, wenn sie die Behandlungszone des rotierenden Rotors passieren. Nachdem die Gase den Rotor passiert haben, werden die VOCs von den Adsorptionsmedien auf dem Rotor adsorbiert. Das gereinigte Gas wird in die Atmosphäre entlassen.
In der Desorptionszone werden die am Rotor haftenden VOC aus der entgegengesetzten Richtung durch eine kontinuierlich hohe Temperatur und eine niedrige Durchflussrate des Desorptionsgases desorbiert. Das hochkonzentrierte VOC-Gas wird aus dem Rotor entfernt und zur endgültigen VOC-Reinigung zum thermischen Oxidationssystem geleitet.
Die heiße Desorptionszone im Rotor wird dann in die Kühlzone überführt, wo das Kühlgas sie abkühlt. ein Teil des VOC-Abgases passiert diese Kühlzone und gelangt zur Wärmeübertragung zum Desorptionswärmetauscher.
In dem Wärmetauscher wird das Kühlgas mit einem Hochtemperatur-Desorptionsgas durch das Hochtemperatur-Spülgas aus der Hochtemperatur-Crackanlage wie TAR/RTO wärmeausgetauscht.
Zeolith hat gegenüber anderen Adsorptionsmedien viele Vorteile: geringe Entflammbarkeit, lange Lebensdauer durch hohe Desorptionstemperaturen, reduzierte Anreicherung hochsiedender Verbindungen und hohe chemische Beständigkeit.
Abgasbehandlungssysteme
Der Zweck der TAR-Einheit besteht darin, das VOC-desorbierte Gas zu oxidieren, das aus dem KPR-Konzentrator kommt. Vor dem Eintritt in die TAR-Brennkammer wird das Abgas durch einen Wärmetauscher im Inneren des TAR vorgewärmt. In der Brennkammer stellt der Brenner Wärme bereit, um die Wärme sicherzustellen, die für eine effektive VOC-Oxidation benötigt wird.
Die VOC-Oxidation wird erreicht, indem der Gasstrom durch einen Erdgasbrenner auf 760 Grad erhitzt und diese Temperatur mindestens 1 Sekunde lang gehalten wird, um die organischen Stoffe in harmloses CO2 und H2O für die Emission in die Atmosphäre umzuwandeln.
Nach dem Durchgang durch die Brennkammer strömt das gereinigte Gas durch einen Wärmetauscherkanal, um einen Teil seiner Wärme auf das einströmende Abgas zu übertragen. Der Wärmetauscher befindet sich am TAR-Ausgang. Das heiße Spülgas aus der Brennkammer strömt durch den Wärmetauscher, um das "kalte" Desorptionsgas zu erwärmen, das dann zur Desorption zum Konzentrator geleitet wird.