1 / 12 國內(nèi)外沸石轉(zhuǎn)輪技術(shù)研發(fā)的現(xiàn)狀和趨勢
1 、現(xiàn)狀和趨勢
自上世紀 60年代起，歐美等國家內(nèi)已出現(xiàn)吸附富集-脫附濃縮-
蓄熱催化氧化后處理技術(shù)的應(yīng)用，德國的 Dürr 公司、美國 Megtec、
Enguil 公司和加拿大 Biothermica 公司等，在行業(yè)中占有絕大部分
市場。作為整體技術(shù)的核心材料，吸附劑品質(zhì)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(chuàng)新性的
提出將吸附材料做成具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)在一起后卷
成具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)產(chǎn)品也代表當(dāng)前世界的*水平。目前在日本、美、歐
等國和中國臺灣地區(qū)，轉(zhuǎn)輪吸附濃縮技術(shù)在低濃度、大風(fēng)量工業(yè)有機廢氣
的治理得到了普遍應(yīng)用?？傮w上來看，沸石吸附轉(zhuǎn)輪的生產(chǎn)技術(shù)還掌
握在國外企業(yè)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(zhuǎn)輪濃縮后的 VOCs 采用的燃燒技術(shù)中、、最
的治理技術(shù)是氧化燃燒技術(shù)和催化燃燒技術(shù)。其中，催化燃燒技術(shù)能
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使 VOCs 在較低溫度下發(fā)生氧化反應(yīng)，有效降低設(shè)備運行功率。在催
化燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上增加陶瓷蓄熱體與余熱再利用系統(tǒng)即為蓄熱式
催化燃燒技術(shù)（簡稱 RCO），能夠顯著節(jié)能降耗。上世紀日本三菱公
司設(shè)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(yīng)用。除了對設(shè)備工藝的持續(xù)改進，催化劑的研
發(fā)也是影響廢氣處理的關(guān)鍵內(nèi)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(jié)果。德國的 SüD-Chemie 公司是目前開發(fā) VOCs 氧化降解催化
劑較為成功的企業(yè)之一。
雖然少數(shù)國外公司掌握了沸石濃縮轉(zhuǎn)輪的關(guān)鍵技術(shù)，但濃縮系統(tǒng)
與氧化系統(tǒng)優(yōu)化匹配方案仍然有待完善，并且國外相關(guān)產(chǎn)品價格昂
貴，限制了此技術(shù)在國內(nèi)涂裝、汽車噴涂等行業(yè)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。
2 、國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀和趨勢
國內(nèi)的沸石吸附濃縮設(shè)備起步較晚，生產(chǎn)企業(yè)多以組裝、代理為
主要經(jīng)營模式，作為設(shè)備核心的沸石吸附單元基本依賴進口，國外具
有生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)也在國內(nèi)相繼設(shè)立設(shè)備組裝廠。不過，國內(nèi)現(xiàn)有的
沸石轉(zhuǎn)輪成型及制備技術(shù)水平與國外的差距正在逐步縮小。截止目
前，國內(nèi)已有多家高校及科研院所的研發(fā)團隊對沸石轉(zhuǎn)輪進行了相關(guān)
研究，包括華南理工大學(xué)、浙江大學(xué)等。但是，想要達到并超越國外
同類產(chǎn)品，就需要創(chuàng)新性研發(fā)轉(zhuǎn)輪制備工藝，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)
的轉(zhuǎn)輪制備技術(shù)。
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近年來，我國在催化燃燒技術(shù)發(fā)展方面已經(jīng)趨于成熟，國內(nèi)已有
工業(yè)應(yīng)用及推廣的實例。對催化燃燒技術(shù)而言，采用蜂窩狀全效換熱
器回收低品位熱源、進一步優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及實現(xiàn)標準化、模塊
化設(shè)計是未來的發(fā)展趨勢，代表性企業(yè)包括青島華世潔環(huán)?？萍加邢?/div>
公司、北京創(chuàng)導(dǎo)奧福精細陶瓷有限公司、福州嘉園環(huán)保股份有限公司
等。
目前國內(nèi)有關(guān)工業(yè)有機廢氣的相關(guān)的技術(shù)規(guī)范有：《揮發(fā)性有機
物（VOCs）污染防治技術(shù)政策》、《吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技
術(shù)規(guī)范》、《催化燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》，系列標
準有：《HJ/T4389-2007 工業(yè)廢氣催化凈化裝置》、《HJ/T386-2007
工業(yè)廢氣吸附凈化裝置》、《HJ/T387-2007 工業(yè)廢氣吸收凈化裝置》、
《GB20101-2006涂裝作業(yè)安全規(guī)程有機廢氣凈化裝置安全技術(shù)規(guī)定》
等。但截至目前，仍然沒有沸石吸附轉(zhuǎn)輪裝置及沸石吸附蓄熱催化氧
化耦合裝置等相關(guān)技術(shù)規(guī)范、制造標準和產(chǎn)品技術(shù)要求發(fā)布。隨著技
術(shù)的不斷完善及涂裝行業(yè) VOCs 治理市場的日益擴大，亟需制定相應(yīng)
的標準、規(guī)范。
總而言之，國內(nèi)已經(jīng)開展了相關(guān)的技術(shù)研究，具有較好的研究基
礎(chǔ)，但是在核心材料研發(fā)、系統(tǒng)化集成、示范工程應(yīng)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(nèi)涂裝等行業(yè)
大風(fēng)量、中低濃度 VOCs 治理水平及裝備水平有顯著幫助，促進國內(nèi)
工業(yè)有機廢氣治理行業(yè)的發(fā)展。
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用于 VOCs 處理的沸石轉(zhuǎn)輪技術(shù)研究
VOCs（volatile organic compounds），揮發(fā)性有機化合
物，是指會產(chǎn)生危害的那一類揮發(fā)性有機物，是空氣中普遍存在
且組成復(fù)雜的一類有機污染物的統(tǒng)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(yīng)生成臭氧，可導(dǎo)致大氣光化學(xué)煙霧事件發(fā)
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(huán)境已呈現(xiàn)區(qū)域性霾污染、臭氧及酸雨等三大復(fù)
合型污染特點，而 VOCs 是極重要的助推劑之一。
一、 VOCs 處理技術(shù)
VOCs 對環(huán)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(shù)主要分為兩大類：
（1）在源頭上進行控制，具體是指在生產(chǎn)環(huán)節(jié)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(shù)水平的限制，會不可避免地向環(huán)境中排放和泄漏不同濃度的
有機廢氣，實現(xiàn)難度較大。
（2）在生產(chǎn)末端控制并消除 VOCs 的治理方法，可分為回收技術(shù)
和銷毀技術(shù)兩類。回收技術(shù)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(jié)約資源，
帶來經(jīng)濟效益，目前越來越受到人們的關(guān)注。銷毀技術(shù)即通過化
學(xué)或生物反應(yīng)過程使 VOCs 廢氣氧化分解為無毒或低毒物質(zhì)的破
壞性方法，主要技術(shù)有燃燒、光催化降解、等離子體技術(shù)、生物
降解等。
上述 VOCs 廢氣處理技術(shù)是單一處理工藝，須根據(jù) 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(fù)雜、性質(zhì)各異，在很多情況下采用一種凈化技術(shù)往往難以
達到治理要求，并且很不經(jīng)濟。利用不同單元治理技術(shù)的優(yōu)勢，
采用組合治理工藝，既可以滿足排放要求，又可以降低設(shè)備的運
行費用，沸石轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)即一種新型組合 VOCs 處理技術(shù)。
二、沸石濃縮轉(zhuǎn)輪技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
20 世紀 60 年代起，歐美等國已出現(xiàn)吸附富集—脫附濃縮—
蓄熱催化氧化后處理技術(shù)的應(yīng)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(yè)中占
有絕大部分市場。1986 年，瑞典的 Munters 公司將蜂窩狀
沸石轉(zhuǎn)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(jié)
在一起后卷成具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)輪系統(tǒng)在日本、美國、歐洲等國獲得普
遍使用，就技術(shù)而言，沸石吸附轉(zhuǎn)輪的生產(chǎn)技術(shù)還掌握在國外企
業(yè)手中。
VOCs 經(jīng)轉(zhuǎn)輪濃縮后，再采用氫化燃燒技術(shù)和催化燃燒技術(shù)
進行燃燒處理。國外對設(shè)備工藝進行持續(xù)的改進，日本三菱公司
在 20 世紀就設(shè)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(yīng)用。催化劑也是影響廢氣處理的
關(guān)鍵內(nèi)容，將 Pd、Au、Ce 等金屬催化劑用于催化燃燒降解的實
驗結(jié)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(yè)之一。目前，國外沸石濃縮轉(zhuǎn)輪的相關(guān)產(chǎn)品價格昂
貴，在我國的 VOCs 廢氣處理中很難大規(guī)模應(yīng)用。
2.2 國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
國內(nèi)的沸石吸附濃縮設(shè)備起步較晚，生產(chǎn)企業(yè)多以組裝、代
理為主要經(jīng)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(chǎn)技術(shù)的企業(yè)也在國內(nèi)相繼設(shè)立設(shè)備組裝廠。不過，國
內(nèi)現(xiàn)已有多家高校及科研院所如華南理工大學(xué)、浙江大學(xué)等對沸
石轉(zhuǎn)輪進行了相關(guān)研究，使得國內(nèi)現(xiàn)有的沸石轉(zhuǎn)輪成型及設(shè)備技
術(shù)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(shù)
方面也已取得較大發(fā)展，國內(nèi)已有工業(yè)應(yīng)用及推廣的實例。對催
化燃燒技術(shù)而言，采用蜂窩狀全效換熱器回收低品位熱源、進一
步優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及實現(xiàn)標準化、模塊化設(shè)計是未來的發(fā)展
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趨勢。雖然我們已經(jīng)有了較好的研究基礎(chǔ)，但是在核心材料研發(fā)、
系統(tǒng)化集成、示范工程應(yīng)用等方面還有待突破。
二、 沸石濃縮轉(zhuǎn)輪技術(shù)
沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)是的的廢氣濃縮技術(shù)，沸
石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮裝置采用吸附—脫附—濃縮焚化三項連續(xù)程序，
主要用于有機廢氣的治理，特別適用于大風(fēng)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(tǒng)，輪
子表面涂覆疏水性沸石做吸附劑。沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮裝置主要由
廢氣預(yù)處理系統(tǒng)、分子篩轉(zhuǎn)輪濃縮吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)、冷卻干
燥系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)等組成。轉(zhuǎn)輪后有后處理系統(tǒng)。其核心技
術(shù)是高效吸附分離濃縮過程以及所采用的具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的吸
附轉(zhuǎn)輪。
3.1 沸石轉(zhuǎn)輪基本構(gòu)造
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮區(qū)可分為處理區(qū)、再生區(qū)、冷卻區(qū)三部分，濃
縮轉(zhuǎn)輪在各個區(qū)內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)。VOCs 有機廢氣通過前置過濾器過
濾后，再通過濃縮轉(zhuǎn)輪裝置的處理區(qū)。在處理區(qū) VOCs 被吸附劑
吸附去除，凈化后的空氣從濃縮轉(zhuǎn)輪的處理區(qū)排出。吸附在濃縮
轉(zhuǎn)輪中的有機廢氣 VOCs，在再生區(qū)經(jīng)熱風(fēng)處理而被脫附、濃縮
到 5～15 倍的程度。濃縮轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)被冷卻，經(jīng)過冷卻區(qū)的空
氣，加熱后作為再生空氣使用，達到凈化節(jié)能的效果。沸石轉(zhuǎn)輪
結(jié)構(gòu)如圖 1所示。
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3.2 沸石轉(zhuǎn)輪工藝參數(shù)
（1）濃縮比：轉(zhuǎn)輪通過吸附—脫附以獲得低流量的濃縮氣
體，濃縮比是轉(zhuǎn)輪性能的一個重要指標，定義為進氣流量與再生
風(fēng)流量的比值。
（2）轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速：吸附與脫附在轉(zhuǎn)輪運行周期中是同步進行
的，兩者互為影響，共同決定轉(zhuǎn)輪的去除效率，而轉(zhuǎn)速的大小意
味著吸附和脫附時間長短。
（3）再生風(fēng)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(fēng)量。
沸石轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)的密封是一個非常重要的控制點，密封性不佳
會使得轉(zhuǎn)輪應(yīng)用上存在竄風(fēng)的問題。
三、 結(jié)語
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+催化燃燒進行工業(yè)有機廢氣的處理，現(xiàn)在我
國已經(jīng)廣泛應(yīng)用于印刷業(yè)、半導(dǎo)體制造業(yè)、涂裝行業(yè)等多個工業(yè)
生產(chǎn)領(lǐng)域，但是目前作為核心技術(shù)的沸石吸附單元仍依賴于進
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口，使得沸石濃縮轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)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(fā)及我國轉(zhuǎn)輪制作技術(shù)、密封技術(shù)的提
高，轉(zhuǎn)輪吸附技術(shù)將會在更大范圍、更多產(chǎn)業(yè)中得到應(yīng)用。
沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮原理 -ROTOR
北極星 VOCs在線訊:沸石轉(zhuǎn)輪是將大風(fēng)量、低濃度的廢氣濃縮到
高濃度、小風(fēng)量的廢氣，從而減少設(shè)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(fēng)量、低濃度的廢氣燃燒和回收的
時候，如果沒有沸石轉(zhuǎn)輪，直接進行燃燒的情況下，廢氣處理設(shè)備不
僅體積龐大，而且產(chǎn)生的運行費用也會很龐大。
沸石轉(zhuǎn)輪基本原理構(gòu)造
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮區(qū)可分為處理區(qū)、再生區(qū)、冷卻區(qū)，濃縮轉(zhuǎn)輪在各
個區(qū)內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)。
VOC 有機廢氣通過前置過濾器后，通過濃縮轉(zhuǎn)輪裝置的處理區(qū)。
在處理區(qū) VOCs 被吸附劑吸附去除，凈化后的空氣從濃縮轉(zhuǎn)輪的處理
區(qū)間排出。
吸附于濃縮轉(zhuǎn)輪中的有機廢氣 VOCs，在再生區(qū)經(jīng)熱風(fēng)處理而被
脫附、濃縮到 5-15 倍的程度。
濃縮轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)被冷卻，經(jīng)過冷卻區(qū)的空氣，再經(jīng)過加熱后作
為再生空氣使用，達到節(jié)能的效果。
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沸石轉(zhuǎn)輪應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、LCD 液晶制造
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設(shè)備特點
1.吸附、脫附效率高。
2.沸石轉(zhuǎn)輪吸附 VOCs 所產(chǎn)生的壓降極低，可大大減少電力能耗。
3.使原本高風(fēng)量、低濃度的 VOCs 廢氣，轉(zhuǎn)換成低風(fēng)量、高濃度
的廢氣，濃縮倍數(shù)達到 5-20 倍，大大縮小后處理設(shè)備的規(guī)格，運行
成本更低。
4.整體系統(tǒng)采用模組化設(shè)計，具備了最小的空間需求，且提供了
持續(xù)性及無人化的操控模式。
5.系統(tǒng)自動化控制，單鍵啟動，操作簡單，并可搭配人機界面監(jiān)
控重要操作數(shù)據(jù)。
