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国内外沸石转轮技术研发的现状和趋势
1 、*现状和趋势
自上世纪 60年代起，欧美等国家内已出现吸附富集-脱附浓缩-
蓄热催化氧化后处理技术的应用，德国的 Dürr 公司、美国 Megtec、
Enguil 公司和加拿大 Biothermica 公司等，在行业中占有绝大部分
市场。作为整体技术的核心材料，吸附剂品质的提升及其利用方式的
改进对提升废气治理水平有显著帮助。瑞典人 CarlMunters 创新性的
提出将吸附材料做成具有蜂窝状结构的转轮用于分离过程的概念，并
于 1974 年申请了。1986 年，瑞典 Munters 公司将蜂窝状沸
石转轮用于 VOCs 废气处理。1988 年，日本株式会社西部技研公司将
加工成波纹形和平板形的陶瓷纤维纸用无机黏合剂粘结在一起后卷
成具有蜂窝状结构的转轮，然后将疏水性沸石涂覆在蜂窝状通道的表
面得到吸附转轮，并将其成功用于 VOCs 净化处理。此外，日本霓佳
斯公司的相关产品也代表当前世界的*水平。目前在日本、美、欧
等国和中国台湾地区，转轮吸附浓缩技术在低浓度、大风量工业有机废气
的治理得到了普遍应用。总体上来看，沸石吸附转轮的生产技术还掌
握在国外企业手中，主要有瑞典的 Munters 公司、瑞典 DST 公司、瑞
典 ProFlute 公司、日本株式会社西部技研、日本霓佳斯（NICHIAS）
公司、日本 Daikin（大金）公司、美国 atea-WKUSA 等。
转轮浓缩后的 VOCs 采用的燃烧技术中、、最*
的治理技术是氧化燃烧技术和催化燃烧技术。其中，催化燃烧技术能
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使 VOCs 在较低温度下发生氧化反应，有效降低设备运行功率。在催
化燃烧技术的基础上增加陶瓷蓄热体与余热再利用系统即为蓄热式
催化燃烧技术（简称 RCO），能够显著节能降耗。上世纪日本三菱公
司设计利用移动阀切换的蓄热装置，采用了具有高蓄热能力的陶瓷蜂
窝体，并进行了实际应用。除了对设备工艺的持续改进，催化剂的研
发也是影响废气处理的关键内容。国外研究者已报道了一系列 Pd、
Au、Ce、Al2O3 负载的 Pt 等不同金属催化剂用于 VOCs 催化燃烧降解
的实验结果。德国的 SüD-Chemie 公司是目前开发 VOCs 氧化降解催化
剂较为成功的企业之一。
虽然少数国外公司掌握了沸石浓缩转轮的关键技术，但浓缩系统
与氧化系统优化匹配方案仍然有待完善，并且国外相关产品价格昂
贵，限制了此技术在国内涂装、汽车喷涂等行业的大规模推广应用。
2 、国内技术现状和趋势
国内的沸石吸附浓缩设备起步较晚，生产企业多以组装、代理为
主要经营模式，作为设备核心的沸石吸附单元基本依赖进口，国外具
有生产技术的企业也在国内相继设立设备组装厂。不过，国内现有的
沸石转轮成型及制备技术水平与国外的差距正在逐步缩小。截止目
前，国内已有多家高校及科研院所的研发团队对沸石转轮进行了相关
研究，包括华南理工大学、浙江大学等。但是，想要达到并超越国外
同类产品，就需要创新性研发转轮制备工艺，形成具有自主知识产权
的转轮制备技术。
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近年来，我国在催化燃烧技术发展方面已经趋于成熟，国内已有
工业应用及推广的实例。对催化燃烧技术而言，采用蜂窝状全效换热
器回收低品位热源、进一步优化系统的结构设计及实现标准化、模块
化设计是未来的发展趋势，代表性企业包括青岛华世洁环保科技有限
公司、北京创导奥福精细陶瓷有限公司、福州嘉园环保股份有限公司
等。
目前国内有关工业有机废气的相关的技术规范有：《挥发性有机
物（VOCs）污染防治技术政策》、《吸附法工业有机废气治理工程技
术规范》、《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》，系列标
准有：《HJ/T4389-2007 工业废气催化净化装置》、《HJ/T386-2007
工业废气吸附净化装置》、《HJ/T387-2007 工业废气吸收净化装置》、
《GB20101-2006涂装作业安全规程有机废气净化装置安全技术规定》
等。但截至目前，仍然没有沸石吸附转轮装置及沸石吸附蓄热催化氧
化耦合装置等相关技术规范、制造标准和产品技术要求发布。随着技
术的不断完善及涂装行业 VOCs 治理市场的日益扩大，亟需制定相应
的标准、规范。
总而言之，国内已经开展了相关的技术研究，具有较好的研究基
础，但是在核心材料研发、系统化集成、示范工程应用等方面有待突
破。综合水平的提高乃至超过水平，对提升国内涂装等行业
大风量、中低浓度 VOCs 治理水平及装备水平有显著帮助，促进国内
工业有机废气治理行业的发展。
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用于 VOCs 处理的沸石转轮技术研究
VOCs（volatile organic compounds），挥发性有机化合
物，是指会产生危害的那一类挥发性有机物，是空气中普遍存在
且组成复杂的一类有机污染物的统称。
VOCs 对大气造成的危害主要有：（1）部分具有毒性和致癌
性，危害人体健康；（2）VOCs 中的碳氢化合物与氮氧化合物在
紫外线的作用下反应生成臭氧，可导致大气光化学烟雾事件发
生，危害人类健康和植物生长；（3）参与大气中二次气溶胶的
形成，二次气溶胶多为细颗粒，不易沉降，能较长时间滞留在大
气中，对光线的散射力较强，能显著降低大气能见度。目前我国
大部分城市大气环境已呈现区域性霾污染、臭氧及酸雨等三大复
合型污染特点，而 VOCs 是极重要的助推剂之一。
一、 VOCs 处理技术
VOCs 对环境的极大危害和对人体健康的严重威胁，引起了
的高度重视。VOCs 的治理在我国已是刻不容缓，目前 VOCs
的处理技术主要分为两大类：
（1）在源头上进行控制，具体是指在生产环节上防止或减
少 VOCs 排放的措施，是治理有机废气污染的方法。但由于
技术水平的限制，会不可避免地向环境中排放和泄漏不同浓度的
有机废气，实现难度较大。
（2）在生产末端控制并消除 VOCs 的治理方法，可分为回收技术
和销毁技术两类。回收技术是采用物理方法将 VOCs 回收的非破
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坏性方法，主要有活性炭吸附法、冷凝法、膜处理法等。此类方
法不仅能有效控制 VOCs 的排放，而且回收利用能够节约资源，
带来经济效益，目前越来越受到人们的关注。销毁技术即通过化
学或生物反应过程使 VOCs 废气氧化分解为无毒或低毒物质的破
坏性方法，主要技术有燃烧、光催化降解、等离子体技术、生物
降解等。
上述 VOCs 废气处理技术是单一处理工艺，须根据 VOCs 废气
排放的具体情况和要求，选择合适的工艺；因为 VOCs 种类繁多、
成分复杂、性质各异，在很多情况下采用一种净化技术往往难以
达到治理要求，并且很不经济。利用不同单元治理技术的优势，
采用组合治理工艺，既可以满足排放要求，又可以降低设备的运
行费用，沸石转轮浓缩技术即一种新型组合 VOCs 处理技术。
二、沸石浓缩转轮技术发展现状
2.1 *现状和发展趋势
20 世纪 60 年代起，欧美等国已出现吸附富集—脱附浓缩—
蓄热催化氧化后处理技术的应用，其中德国 Dürr 公司，美国
Megtec、Enguil 公司和加拿大 Biothermica 公司等在行业中占
有绝大部分市场。1986 年，瑞典的 Munters 公司将蜂窝状
沸石转轮用于 VOCs 废气处理。1988 年，日本株式会社西部技研
公司将加工成波纹形和平板形的陶瓷纤维纸用无机黏合剂粘结
在一起后卷成具有蜂窝状结构的转轮，然后将疏水性沸石涂覆在
蜂窝状通道的表面得到吸附转轮，并将其成功用于 VOCs 的净化
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处理。目前，沸石浓缩转轮系统在日本、美国、欧洲等国获得普
遍使用，就技术而言，沸石吸附转轮的生产技术还掌握在国外企
业手中。
VOCs 经转轮浓缩后，再采用氢化燃烧技术和催化燃烧技术
进行燃烧处理。国外对设备工艺进行持续的改进，日本三菱公司
在 20 世纪就设计利用移动阀切换的蓄热装置，采用了具有高蓄
热能力的陶瓷蜂窝体，并实际应用。催化剂也是影响废气处理的
关键内容，将 Pd、Au、Ce 等金属催化剂用于催化燃烧降解的实
验结果在国外已见报道，德国的 SüD-Chemie 公司是目前研究较
为成功的企业之一。目前，国外沸石浓缩转轮的相关产品价格昂
贵，在我国的 VOCs 废气处理中很难大规模应用。
2.2 国内技术现状和发展趋势
国内的沸石吸附浓缩设备起步较晚，生产企业多以组装、代
理为主要经营模式，作为核心的沸石吸附单元基本依赖进口，国
外具有生产技术的企业也在国内相继设立设备组装厂。不过，国
内现已有多家高校及科研院所如华南理工大学、浙江大学等对沸
石转轮进行了相关研究，使得国内现有的沸石转轮成型及设备技
术水平与国外的差距在逐步缩小。近几年，我国在催化燃烧技术
方面也已取得较大发展，国内已有工业应用及推广的实例。对催
化燃烧技术而言，采用蜂窝状全效换热器回收低品位热源、进一
步优化系统的结构设计及实现标准化、模块化设计是未来的发展
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趋势。虽然我们已经有了较好的研究基础，但是在核心材料研发、
系统化集成、示范工程应用等方面还有待突破。
二、 沸石浓缩转轮技术
沸石浓缩转轮系统是的的废气浓缩技术，沸
石转轮吸附浓缩装置采用吸附—脱附—浓缩焚化三项连续程序，
主要用于有机废气的治理，特别适用于大风量、低浓度场合。该
吸附装置以陶瓷纤维为基材，做成蜂窝状的大圆盘轮状系统，轮
子表面涂覆疏水性沸石做吸附剂。沸石转轮吸附浓缩装置主要由
废气预处理系统、分子筛转轮浓缩吸附系统、脱附系统、冷却干
燥系统和自动控制系统等组成。转轮后有后处理系统。其核心技
术是高效吸附分离浓缩过程以及所采用的具有蜂窝状结构的吸
附转轮。
3.1 沸石转轮基本构造
沸石转轮浓缩区可分为处理区、再生区、冷却区三部分，浓
缩转轮在各个区内连续运转。VOCs 有机废气通过前置过滤器过
滤后，再通过浓缩转轮装置的处理区。在处理区 VOCs 被吸附剂
吸附去除，净化后的空气从浓缩转轮的处理区排出。吸附在浓缩
转轮中的有机废气 VOCs，在再生区经热风处理而被脱附、浓缩
到 5～15 倍的程度。浓缩转轮在冷却区被冷却，经过冷却区的空
气，加热后作为再生空气使用，达到净化节能的效果。沸石转轮
结构如图 1所示。
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3.2 沸石转轮工艺参数
（1）浓缩比：转轮通过吸附—脱附以获得低流量的浓缩气
体，浓缩比是转轮性能的一个重要指标，定义为进气流量与再生
风流量的比值。
（2）转轮转速：吸附与脱附在转轮运行周期中是同步进行
的，两者互为影响，共同决定转轮的去除效率，而转速的大小意
味着吸附和脱附时间长短。
（3）再生风温度：吸附剂的解析再生存在一个特征温度，
即清洗温度，高于该温度可以获得更快的解析速率，同时消
耗更小的脱附风量。
沸石转轮结构的密封是一个非常重要的控制点，密封性不佳
会使得转轮应用上存在窜风的问题。
三、 结语
沸石转轮浓缩+催化燃烧进行工业有机废气的处理，现在我
国已经广泛应用于印刷业、半导体制造业、涂装行业等多个工业
生产领域，但是目前作为核心技术的沸石吸附单元仍依赖于进
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口，使得沸石浓缩转轮系统在 VOCs 处理的使用中受到了很大限
制。随着新型吸附剂的开发及我国转轮制作技术、密封技术的提
高，转轮吸附技术将会在更大范围、更多产业中得到应用。
沸石转轮吸附浓缩原理 -ROTOR
北极星 VOCs在线讯:沸石转轮是将大风量、低浓度的废气浓缩到
高浓度、小风量的废气，从而减少设备的投入费用和运行成本，提高
voc 废气的高效率处理。在处理大风量、低浓度的废气燃烧和回收的
时候，如果没有沸石转轮，直接进行燃烧的情况下，废气处理设备不
仅体积庞大，而且产生的运行费用也会很庞大。
沸石转轮基本原理构造
沸石转轮浓缩区可分为处理区、再生区、冷却区，浓缩转轮在各
个区内连续运转。
VOC 有机废气通过前置过滤器后，通过浓缩转轮装置的处理区。
在处理区 VOCs 被吸附剂吸附去除，净化后的空气从浓缩转轮的处理
区间排出。
吸附于浓缩转轮中的有机废气 VOCs，在再生区经热风处理而被
脱附、浓缩到 5-15 倍的程度。
浓缩转轮在冷却区被冷却，经过冷却区的空气，再经过加热后作
为再生空气使用，达到节能的效果。
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沸石转轮应用于半导体制造、LCD 液晶制造
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设备特点
1.吸附、脱附效率高。
2.沸石转轮吸附 VOCs 所产生的压降极低，可大大减少电力能耗。
3.使原本高风量、低浓度的 VOCs 废气，转换成低风量、高浓度
的废气，浓缩倍数达到 5-20 倍，大大缩小后处理设备的规格，运行
成本更低。
4.整体系统采用模组化设计，具备了最小的空间需求，且提供了
持续性及无人化的操控模式。
5.系统自动化控制，单键启动，操作简单，并可搭配人机界面监
控重要操作数据。
