納博科沸石轉(zhuǎn)輪使用的是陶瓷纖維紙基的沸石蜂窩轉(zhuǎn)輪，應(yīng)用吸附濃縮-蓄熱催化氧化耦合的處理技術(shù)，對大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣首先進(jìn)行吸附富集，進(jìn)而通過熱風(fēng)對吸附劑進(jìn)行脫附，濃縮形成小風(fēng)量、高濃度的有機(jī)廢氣；濃縮后的廢氣在低溫催化條件下氧化生成無污染的CO2和H2O；并對有機(jī)物氧化產(chǎn)生的熱量進(jìn)行換熱回用，一部分用于吸附劑的脫附，剩余部分可作為余熱能量利用。
納博科沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-蓄熱催化氧化耦合的處理技術(shù)具有如下關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容：
1） 以陶瓷纖維紙為原料的蜂窩結(jié)構(gòu)成型加工
陶瓷纖維紙的強(qiáng)度、纖維直徑、厚度以及陶瓷纖維的初生態(tài)結(jié)構(gòu)如元素組成、渣球數(shù)等，都會對支撐結(jié)構(gòu)的密度、孔隙率和強(qiáng)度以及沸石轉(zhuǎn)輪的最終性能產(chǎn)生影響。納博科沸石轉(zhuǎn)輪技術(shù)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的觀念出發(fā)，以高性能陶瓷纖維紙基沸石蜂窩轉(zhuǎn)輪為目標(biāo)導(dǎo)向，從陶瓷纖維紙的源頭入手，通過對陶瓷纖維紙的強(qiáng)度、纖維直徑、厚度以及陶瓷纖維的初生態(tài)結(jié)構(gòu)如元素組成、渣球數(shù)等精確表征，建立陶瓷纖維紙轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)和轉(zhuǎn)輪性能之間的關(guān)系，從而得以對轉(zhuǎn)輪的吸附性進(jìn)行全面的評價(jià)。目前，作為原材料之一的陶瓷纖維紙的總體性能還與國外產(chǎn)品存在較大差距，在這一問題短期無法解決的情況下，通過改良工藝，優(yōu)化設(shè)計(jì)，發(fā)揮現(xiàn)有材料的相對優(yōu)勢，減少不利因素的影響，為蜂窩結(jié)構(gòu)成型提供良好的材料基礎(chǔ)。在現(xiàn)有設(shè)備開發(fā)的基礎(chǔ)上，利用流體力學(xué)軟件模擬，完成蜂窩結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。深入分析和對比國內(nèi)外現(xiàn)有設(shè)計(jì)及工作原理，設(shè)計(jì)開發(fā)大通量支撐結(jié)構(gòu)，最大限度地降低系統(tǒng)能耗和運(yùn)行成本。
2） 沸石吸附劑的選擇和設(shè)計(jì)
目前制備沸石轉(zhuǎn)輪所用沸石有很多種，配方設(shè)計(jì)主要依據(jù)應(yīng)用對象VOCs的組成。由于分子大小、極性和反應(yīng)性的差異，需要相應(yīng)選取具有適宜孔道大小和表面極性的沸石種類，才能取得理想效果。基于使用要求和經(jīng)濟(jì)效益的考慮，還要對沸石的表面積和孔容等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行篩選。對于復(fù)雜組分的VOCs，除考慮主要成分的吸附效果，還要考慮各成分的競爭吸附效應(yīng)，設(shè)計(jì)具有針對性強(qiáng)，適用范圍廣，耐受能力強(qiáng)的沸石吸附劑配方。
3） 沸石吸附劑的浸漬工藝
將吸附劑附著于支撐材料上有多種方法，其中浸漬法是最為成熟也是使用最廣的方法，將成型轉(zhuǎn)輪浸漬于沸石分散液中，烘干后表面附著一層沸石。其中沸石分散液的制備涉及沸石的親疏水性，沸石的團(tuán)聚程度，沸石的粒徑分布以及懸浮液的穩(wěn)定性和生產(chǎn)過程中的物料波動等諸多因素，都會對轉(zhuǎn)輪的吸附劑負(fù)載量以及沸石轉(zhuǎn)輪的最終吸附效果形成直接影響。通過對以上因素的詳細(xì)考察，建立其與吸附效果間的因果關(guān)系。
4） 沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)優(yōu)化及能量回用技術(shù)
傳統(tǒng)的催化燃燒裝置存在反應(yīng)溫度波動大、催化劑易高溫?zé)Y(jié)失活、系統(tǒng)熱效率低等問題，為了解決這一難題，通過在催化床內(nèi)設(shè)置規(guī)整陶瓷蓄熱床，用來穩(wěn)定燃燒室內(nèi)的溫度，減少因加熱器和反應(yīng)物濃度變化而引起的燃燒室內(nèi)溫度波動，提升催化劑活性和穩(wěn)定性，延長催化劑的使用壽命，減少催化劑的用量；同時，反應(yīng)尾氣與進(jìn)入的待反應(yīng)原料氣換熱后溫度較低，屬典型的低品位熱源，通過使用蜂窩狀全效換熱器等新型高效換熱裝置，提高余熱利用水平。
該產(chǎn)品采用沸石吸附濃縮轉(zhuǎn)輪-蓄熱催化燃燒技術(shù)，根據(jù)工藝的流程分類，整體工藝可劃分為兩部分：廢氣濃縮工藝和廢氣燃燒工藝。整體工藝流程圖見圖1所示。
圖1 沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-蓄熱催化燃燒工藝流程圖
廢氣的高倍數(shù)濃縮主要依賴于沸石轉(zhuǎn)輪實(shí)現(xiàn)。大風(fēng)量、低濃度的VOCs廢氣首先進(jìn)入預(yù)處理設(shè)備，過濾除去有機(jī)廢氣中夾雜的顆粒物質(zhì)；顆粒物含量達(dá)標(biāo)后，廢氣將通過沸石轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)域，其中的廢氣成分被轉(zhuǎn)輪中的吸附劑所吸附，轉(zhuǎn)輪逐漸趨向飽和；這時，處理廢氣被凈化而排空。同時，在再生區(qū)域，高溫空氣穿過吸附飽和的轉(zhuǎn)輪，使轉(zhuǎn)輪中已吸附的廢氣被脫附并由高溫空氣帶走，從而恢復(fù)了轉(zhuǎn)輪的吸附能力，達(dá)到連續(xù)去除VOCs效果的同時，還提高了廢氣濃度，便于進(jìn)行催化氧化處理。整個轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)域中，密封系統(tǒng)分為處理區(qū)域和再生區(qū)域，吸附轉(zhuǎn)輪緩慢旋轉(zhuǎn)，并在整個過程是持續(xù)不斷的自轉(zhuǎn)，以保證工藝操作的連續(xù)性，確保吸附為一個連續(xù)的過程。
廢氣燃燒工藝主要依賴于催化氧化燃燒裝置。由沸石轉(zhuǎn)輪濃縮后的低風(fēng)量、高濃度的VOCs首先進(jìn)入蓄熱材料構(gòu)成的升溫區(qū)，獲得燃燒反應(yīng)所需的一定能量，同時這部分蓄熱材料溫度下降；隨后，廢氣進(jìn)入到催化床層，在低溫條件下充分催化燃燒，轉(zhuǎn)化為可達(dá)標(biāo)排放的CO2和H2O，同時反應(yīng)放出大量反應(yīng)熱量；為了回收利用這部分反應(yīng)熱能，將此氣流經(jīng)過蓄熱材料構(gòu)成的降溫區(qū)，能量保留在蓄熱材料上，蓄熱材料升溫，氣流溫度下降，而后達(dá)標(biāo)排放。整個過程中，通過蓄熱陶瓷材料不斷進(jìn)行熱交換，回收利用反應(yīng)熱，從而達(dá)到節(jié)約燃料消耗的目的。
