旋转轮有机废气处理转轮内部结构改造要求

为了使传统的转轮设备应用到有机废气处理的吸附和脱附工序中，将转轮的内部改造成适合工序的结构。转轮内部的密封系统均布分割为 8个、10 个、12 个或16 个区域，各区域都为单独的脱吸附室，区域之间不连通。区域内部装填能处理有机废气的吸附材料，如蜂窝碳、纤维碳或颗粒碳等。转轮沿中轴在做缓慢连续旋转，以保证整个过程的脱附和吸附同时进行。以均布分割为12 个区域的转轮为例，如图1 所示。

连续的8 个区域为吸附区域，1 个区域为脱附区域，由吸附区向脱附区方向转动，进脱附区前的 1个区域为过渡区，出脱附区的第一个区域为过渡区，第二个区域为冷却区。转轮在旋转的过程中，脱附和吸附的区域在不断的变换。

随着人们生活水平的提高，为避开夏季炎热的气候，堂馆建筑、办公大楼、商场超市均引进大容量中央空调。然而，长时间相对封闭的室内空调环境，在其给人们营造凉爽舒服的同时，也凝聚了能产生多项疾病的有机废气。工程环境空气中，有机废气直接影响周边人们生活与工作的质量，有效排除有机废气的设备研究，一直是环保工程技术人员探讨的难题。回旋轮设备改造应用，创出了一条既能吸附又能脱附处理有机废气的一体化设计的路子。

当要处理的有机废气进入转轮 240℃扇形的吸附区域时，废气中的有机污染分子被转轮内的吸附剂吸收，沿着旋转方向，第一吸附区旋转到第八吸附区时，该区域的转轮因吸收了一定量的污染有机分子而趋向饱和；随着转轮的转动，该区域经过渡区后进脱附区进行热风脱附处理。脱附的过程，热风同时对吸附材料进行加热。当转到冷却区时，主要对吸附材料进行冷却处理，使吸附材料恢复吸附功能。整个转轮饶着中心轴旋转，在脱吸附的气体流向始终保持不变情况下，实现脱吸附区域的不间断连续工作。

设备的驱动采用变频可调节马达。通过调节旋转周期T 小时，即调节吸附区域的工作时间。假定每个吸附区域的吸附时间 T吸/h，脱附时间T脱/h。以均布分割为12 区域的转轮的结构为例，旋转周期与脱、吸附时间之间的关系如下：

T吸=2/3T；

T脱=1/12T；

假定吸附材料吸附的饱和时间 T饱/h，吸附饱和调节系数 λ（λ=0.5～0.9）。

T饱=T吸/λ。

假定完全脱附时间 T全小时，脱附调节系数 τ（τ=0.9～0.98）。

T全=τT脱假定单区吸附材料有效吸附面积 G/m²，吸附材料厚度L/m。单周期内，有效吸附材料的体积W吸/m³，有效脱附处理的体积 W脱/m³。吸附材料饱和吸附率为η（kg/m³）。饱和吸附总量为 H饱/kg, 单周期内允许通过转轮吸附区的有机物总量为 H允/kg。其参数的相互关系如下：

W吸=8GL；

W脱=GL;

H饱=ηW吸；

H允=λH饱。

处理废气吸附风量为 M（m³/h），脱附风量M1（m³/h），废气平均含污率 δ（kg/m³）。那么单周期内允许通过转轮吸附区的有机物总量为 H允与处理量和旋转周期的关系如下：H允=δMT。

适合吸附材料工作的有机废气的流速范围是V_MIN（m/s）到V_MAX（m/s），假定吸附区流速为V吸（m/s）。其关系如下：

V吸=450m/GT；

V_MIN≤V吸≤V_MAX。

适合脱附流速范围是 V1_MIN（m/s）到V1_MAX（m/s）。假定吸附区流速为 V脱（m/s）。其关系如下：

V脱=3600 M1/（GT）；

V1_MIN≤V脱≤V1_MAX。

在转轮设备设计时，待处理废气的吸附风量、废气含污率及吸附材料饱和吸附率为定量范围。满足吸附的各个参数范围的条件下，实现吸附的近饱和工作的同时，还必须满足脱附区的完全脱附。设计时，转轮的旋转周期为可调节的。为保证脱吸附的平衡，必须在调节旋转周期时，相应调节脱附的风量。满足的参数关系如下：

M/M1=64 V吸/V脱

对于不同分区的转轮，各个参数之间的关系不是全部一样的。具体通过调节就可得出有关的关系式。通过上述的关系式，能够计算出有效吸附、脱附的过风面积，吸附材料的装填量，转轮的旋转周期，吸附及脱附的过风速度，脱附风量，转轮的内外直径，转轮的厚度等参数的许可范围。转轮驱动采用变频控制，脱附风量采用可调性的，其目的是在废气的总量发生变化或废气的浓度发生变化时，通过调节转轮的旋转周期来改变脱附和吸附的时间，达到脱附和吸附能连续和平衡。

有机废气经过滤后进入吸附单元，完成吸附后由吸附风机排出（见图2）。

脱附风机带动两路气，一路为干净空气，还有一路为有机废气对冷却区进行冷却后，相当于加热的废气。两路气体汇合并经加热器加热到脱附要求的温度后进脱附区，对吸附材料进行脱附处理后，由脱附风机排出到燃烧室或回收单元做进一步处理。

从转轮工作流程示意图上，可以清楚看到，设备的结构比较简单。关键是实现了有机废气处理工艺中吸附和脱附两个单元的有效整合，不需要停机就能在吸附和脱附两工序上进行连续的、不间断地自动切换。不需要有备用吸附床，实现了设备的一体化。回旋转轮结构，目前已比较成熟，该设备易于操作，运行可靠，操控方式先进；适合处理的有机废气量的范围广，从 5000～100000m³/h 都能有效处理；设备的运行费低廉，节省能耗；可以连续长期运转，无需更换吸附材料，机械部分也没有经常需要更换的易损件。它的运行维护，非常简便可靠。

通过系统分析可以确定，将回旋转轮设备应用到有机废气处理的吸附工序和脱附工序上，实现吸附工序设备和脱附工序设备的一体化。将两个工序有效结合，做到两工序连续、不间断自动切换，达到设备优化设计的目的。真正为有机废气的处理，提供有效的优良设备。

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