通常自然界存在的結(jié)晶型硅鋁酸鹽稱為沸石，人工合成的稱為分子篩。沸石分子篩吸附是利用物理吸附，將VOCs吸附到分子篩內(nèi)部，再通過升高溫度使得VOCs逸出，完成吸附和脫附的全過程。沸石分子篩的吸附主要是擇形吸附，利用吸附質(zhì)的分子形狀和大小，以及分子極性和不飽和度來進(jìn)行選擇。

特點(diǎn)1.通過對二氧化硅和氧化鋁極有規(guī)律的連接，形成的沸石分子篩的微孔具有均勻性，使得其吸附具有選擇性，目標(biāo)污染物的吸附效率大大提高。

特點(diǎn)2.改變二氧化硅和氧化鋁的比例，可調(diào)節(jié)分子篩的吸附能力。高硅沸石分子篩顯著改變其疏水性，同時(shí)也改變了其耐溫性。實(shí)現(xiàn)了對VOCs工況的適應(yīng)性擴(kuò)展。減小高濕環(huán)境以及環(huán)境溫度變化對吸附濃縮效果的影響。

特點(diǎn)3.沸石分子篩通過硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成的分子尺寸大小(通常為0.3nm至2.0 nm)的孔道和空腔體系，從而具有篩分分子的特性。氧環(huán)通過氧橋連結(jié)，形成具有三維空間的多面體，多面體有中空的籠，籠狀結(jié)構(gòu)是分子篩的骨架結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)的籠再通過氧橋相互聯(lián)結(jié)形成各種不同結(jié)構(gòu)的分子篩。如A型、ZSM-5等。在沸石晶體的構(gòu)造中存在離子(鈉、鉀、鈣等)，通過陽離子的交換，可以改變孔徑，從而實(shí)現(xiàn)更高效的吸附目標(biāo)污染物。

特點(diǎn)4.沸石材料本身是不燃物質(zhì)，在應(yīng)用的安全性上有保障。

從沸石分子篩的合成到集成裝置的應(yīng)用，其核心在于不同類型沸石分子篩的選擇以及負(fù)載工藝的優(yōu)化。

1.固定床沸石分子篩-在固定床活性炭發(fā)展的基礎(chǔ)上，通過改變吸附材料，形成了固定床的蜂窩沸石分子篩吸附床。目前少量應(yīng)用在市場。由于沸石分子篩的特性，其動(dòng)態(tài)吸附容量遠(yuǎn)小于活性炭，且脫附溫度高(250℃左右)。采用固定床系統(tǒng)對閥門的氣密性、固定床的保溫、脫附溫升的控制等方面都加大了系統(tǒng)復(fù)雜。固定床沸石系統(tǒng)的應(yīng)用，還需要積累經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)化難點(diǎn)解決方案。

2.盤式沸石轉(zhuǎn)輪-結(jié)構(gòu)分區(qū)為吸附區(qū)、再生區(qū)以及冷卻區(qū)三個(gè)部分。一般都是10：1：1的分區(qū)比例，也有采用45°脫附區(qū)和45°冷卻區(qū)。

吸附區(qū)：廢氣迎風(fēng)面，一般風(fēng)速控制在2-4Nm/s，凈化效率一般在90-97%。凈化氣進(jìn)入煙囪。

冷卻區(qū)：一般采用制程氣進(jìn)行冷卻，一方面降低了冷卻區(qū)沸石的溫度，使得其具有吸附性。另一方面實(shí)現(xiàn)了熱能回收。這個(gè)氣體也就是脫附氣。

脫附區(qū)：將經(jīng)過熱回收的氣體，再進(jìn)行加熱溫度到200℃左右，進(jìn)入脫附區(qū)進(jìn)行冷卻。脫附再生的風(fēng)量一般是進(jìn)氣的10-20分之一。當(dāng)進(jìn)行高溫再生，最高溫度可達(dá)到300℃左右，需要在設(shè)計(jì)時(shí)選擇高溫再生型轉(zhuǎn)輪。

總結(jié)

針對沸石轉(zhuǎn)輪的應(yīng)用，常見的組合工藝有沸石轉(zhuǎn)輪+燃燒系統(tǒng)(TO/RTO/CO/RCO)，沸石轉(zhuǎn)輪+活性炭固定床吸附+冷凝、沸石轉(zhuǎn)輪+冷凝(NMP回收)等。目前沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)已經(jīng)稱為全球公認(rèn)的最高效的吸附濃縮技術(shù)，針對大風(fēng)量、低濃度，連續(xù)工況，常規(guī)VOCs，轉(zhuǎn)輪的吸附濃縮是最佳的工藝選擇。