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北京博林朗源环境科技有限公司
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阅读：3730发布时间：2021-1-26
北京博林朗源环境科技有限公司，提供废气处理专业方案，提供废处理私人订制服务：
在VOCs的处理工艺中，吸附+脱附（浓缩）+催化燃烧工艺，根据吸附剂的使用类型和工艺流程的优化路线，大致可分为：活性炭吸附脱附+催化燃烧及沸石分子筛吸附脱附+催化燃烧两种方向。两者除了吸附剂的选择不同外，在整个流程上的优化及能量的分配上，也存在着较大差异。反应在实际工程中，就会有运行周期内的运维费用及运行稳定性的很大差异。以下，针对两种系统，做一个深度分析比较。
活性炭系统装置流程，大致如下图：
沸石分子筛系统装置流程，大致如下图：
一、吸附剂材料：
活性炭的原料为富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳等；沸石分子筛的原料为硅、铝、氧等无机材料组成。两者均具有较大的比表面积，都可作为吸附材料，但人造沸石分子筛可以根据介质组分的具体成分及极性，在配料与焙烧过程中有目的的发育更多的有效孔道，在改性过程中，可针对性的附加更大极性，更利于高效的选择性或竞争性吸附。由于基材的性能不同，活性炭在使用过程中，有着火的安全隐患，系统中通常使用水喷淋的方式作为安全辅助措施，而分子筛材料不可燃，无火灾隐患。基于安全因素，在HJ2026中规定，活性炭的脱附温度不能高于120℃，这会导致很多组分较重的高碳的有机物或饱和蒸汽压较低的被吸附组分不能被*脱附出来，从而影响活性炭床层中后期的吸附效果及其使用寿命；而分子筛可以使用较高的温度进行脱附，比如200~250℃，此时大部分的有机物均能较为*的脱附完毕，有利于长周期的稳定运行。
二、基于吸附材料的热能利用上的工艺区别：
由于活性炭的脱附温度限制，无法直接使用相对高能的反应尾气进行脱附，必须通过热交换器进行换热，至120℃以下才能进入床层进行脱附，在换热系统中会损失约1/4的有效热量。分子筛系统则可直接利用反应器后端的尾气直接进行脱附，此时吸附器可与反应系统形成闭路回路，反应器中的催化剂床层可兼作蓄热体，整个系统中的热能可达到高效利用，大幅减小热损。
三、系统的长周期稳定运行区别：
基于上述脱附温度的限制，活性炭在使用过程中，前期的吸附效率是稳定的，中后期的衰减极快。这是因为被吸附的重组分及饱和蒸气压低的组分，无法在此温度区间被脱附*，会积聚残留在吸附剂孔道中，随着吸附周期的叠加，聚集物也会线性累积叠加，导致中后期吸附性能会急剧下降，劣化时间短。沸石分子筛由于可用较高温度脱附，整个周期内，几乎很少会有有机物在床层中聚集残留，脱附*，在整个使用的前中后期内，吸附效率是基本稳定的，劣化时间长。
四、关于危废处理的区别：
活性炭更换时，须承担危废处理费用；分子筛更换时，厂家免费回收（用户只承担物流费用）。
五、系统优化区别：
我公司在分子筛吸附脱附+催化燃烧系统的研发过程中，结合技术团队在化工行业多年的工程设计经验，着眼于热能利用、高效吸附、迭代反应、压差控制、变频节能等多项技术的革新；在流程上进行多次创新，在试验平台上不断试验，在小试装置中反复验证，成型了一套高效节能、安全可靠的优化流程，在达到处理目标的前提下，大幅节约了真实的运行能耗，详见下表相关项。
六、以下列表具体描述各项经济及性能指标：
以30000Nm3/h处理量，浓度1000mg/Nm3工况下，1m3分子筛与活性炭对比：
项目 | 优质活性炭系统 | 沸石分子筛系统 | 备注 |
一次性投资 万 | 0.8~0.9 | 4 | 推广价 |
稳定达标时间 | 3~4月 | 24~36月 | 50mg以内 |
更换时间 | ~半年/次 | 3年/次 | 系统不做调整 |
火灾隐患 | 有 | 无 |
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中途维护 | 有 | 无 | 指消防喷淋装置启动后的停车烘干 |
危废处理 | 4~5千/方 | 0 | 不含运费 |
反应器是否兼作蓄热 | 否 | 是 |
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系统能耗 | ~550 KW.h | ~400 KW.h | 电能（含脱附电加热与所有风机） |
占地面积 | 1 | 0.8 | 相同单位 |
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注：
1、表中稳定达标时间是指在系统安装调试合格后，排放指标能够稳定在设计指标的时间；无法达到设计指标后，需要通过调整系统参数，比如吸附时间、脱附周期、温度等来满足达标排放，但这会影响正常的生产时间。当后期多次调整参数后已无法满足生产时间时，即需要更换吸附剂，也就是到了更换周期。
2、表中的时间，均以1000mg/m3浓度计，如低于此浓度，两种吸附剂的相应时间周期均会相对延长。
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