导　读

　　为促进“一带一路”共建国家的环保技术交流和产业合作，推动国内外环保先进实用技术推广应用，服务绿色“一带一路”建设和打好污染防治攻坚战，在生态环境部相关部门指导下，生态环境部对外合作与交流中心和中国环境保护产业协会联合开展了2020年绿色“一带一路”技术储备库技术征集活动并形成2020年绿色“一带一路”技术储备库入选技术清单，共计54项。现开通绿色“一带一路”技术储备库技术展示专栏，陆续展示纳入技术储备库的先进实用环保技术。

 

分子筛固定床吸附脱附一体化技术及装备

 

　　一、技术持有单位

　　北京泷涛环境科技有限公司

　　二、适用范围

　　挥发性有机化合物（VOCs）去除；

　　喷涂、印刷、玻璃钢、化工、制药、石油、餐饮等领域废气综合治理。

　　三、主要技术内容

　　（一）基本原理

　　分子筛是具有微孔结构的一类晶态无机固体(孔径一般小于2mm)，具有刚性的骨架结构，内部微孔状网格结构，具有强大的库伦场合极性，拥有很大的比表面积，对挥发性有机物有很强的吸附能力。分子筛内部孔穴/孔道相互连接，孔径分布均一，当气体通过其内部时其可根据分子的半径大小对其气体进行选择性吸收。分子筛具有很好的热稳定性、不可燃性，可通过反复加热来实现脱附再生，并保持较长的使用寿命，尤其是对于一些高沸点有机物处理与其他吸附材料相比具有显著优势。另外，疏水性分子筛在高湿度条件下对VOCs依然保持良好的吸附性能。

　　常用吸附剂有活性炭、高聚物吸附树脂、分子筛等。活性炭作为吸附剂存在诸多问题，如再生性能差、使用后很难再生、稳定性差、孔易堵塞、具有可燃性、存在一定的安全问题等，在应用方面受到限制。相比活性炭，分子筛具有大比表面积、规整的孔道、良好的热稳定性，在VOCs多组分吸附方面具有良好的性能。

　　（二）技术优势

　　本技术装备所涉及的疏水性分子筛基复合材料，与进口产品相比，具有有效成分含量高、吸附性能好、疏水性强、能耗低，材料加工工艺步骤简单、可操作性强、单位体积内质量轻等优点，尤其是热稳定性显著高于同类进口产品，达到国际先进水平，市场竞争优势明显。在一体化装备方面，集成了分子筛吸附+催化氧化工艺，形成了针对汽修、喷涂、餐饮等行业一体化治理装备，显著降低了制造和安装成本，可实现稳定运行，并持续达标排放。吸附材料实现自我再生功能，杜绝了类似活性炭属危废和存在着火安全隐患。设备占地面积小，综合能耗优化合理。一体化装备采用模块化和标准化设计，实现快速安装和便捷维护。采用自动化运行监控，可实现一键开启关停，可视化操作，极大减少了客户人力投入和技术需求。在治理高效、安全、稳定、省时、省力、供货周期等方面，具有明显的优势。同时，极大地解决了如汽修和餐饮等行业，主要以分布在市中心，分散广、数量多、浓度低且波动范围大等废气治理的难点，为打赢蓝天保卫战提供了强有力的技术和设备支撑。

　　四、技术指标及使用条件

　　（一）技术指标

　　本设备采用干式过滤+分子筛吸附+催化燃烧流程。废气依次通过预处理、分子筛吸附、脱附催化燃烧，其中分子筛吸附后的洁净空气直接通过烟囱排至大气，分子筛脱附后的气体通过催化燃烧分解为CO₂和H₂O，进入主烟囱排至大气。

分子筛吸附脱附一体化设备3D设计图

技术参数及性能表

　　本项目从核心疏水性分子筛基复合材料入手，实现核心吸附材料技术创新，提升吸附性能、延长使用寿命、降低成本等，此技术成果可为解决废气治理行业难题提供有力的支撑。

　　LT-100和LT-200型分子筛，是针对挥发性有机化合物（VOCs）而自主研发的高吸附、强疏水的吸附剂系列化产品。通过控制分子筛合成方法、晶粒大小、形貌和孔道结构等关键指标，使其具有较高的硅铝比和更大的比表面积，能够在高湿度环境下，对VOCs仍保持较高的吸附容量。

　　本系列化产品性价比高、综合性能好---高吸附性，容量大；强疏水性，能耗低；不可燃性，保安全；脱附完全，寿命长。

　　【吸附性能】

　　*参照GB-T 6287-1986分子筛静态水吸附测定方法；◇＜5 wt % ▲ 5~10 wt % ● 10~20 wt % ☆ 20~30 wt %。

　　【性能参数】

　　减排效果：去除率88%以上。

　　运行成本：

　　环境影响：本工艺无二次污染产生，分子筛对环境更为友好，分子筛替代活性炭产品，更能为减少活性炭使用后的危险废物做出显著贡献。

　　（二）条件要求

　　1、适合复杂的运行工况

　　在实际工作时，由于品种、工艺的不同，排放的废气成分多变、浓度不稳定，风量差异大、温湿度也有所不同。这就要求废气净化设备不仅要能够适应工况变化，满足达标排放的要求，而且要维持在合理的运行费用区间，不能给企业造成大的浪费和沉重的负担。

　　2、采用该公司独家研制的专利产品——沸石分子筛，具有吸附容量大和间歇脱附等特点，耐冲击，对复杂工况具有良好的适用性。

　　（三）典型规模

　　单台设备典型处理规模：风量6000m³/h～50000m³/h。

　　五、关键设备及运行管理

　　（一）主要设备

　　分子筛净化一体机关键设备主要由过滤模块、分子筛吸附脱附模块、催化氧化模块、动力模块及智能控制模块共五大模块组成。

　　（二）运行管理

　　“智能”+“节能”管理

　　自动控制：系统带有PLC控制，通过科学设定工艺流程和参数设定，让系统设备按一定的时间顺序和逻辑关系有条不紊地自我运行。

　　自动监控：系统对废气排放情况和参数以及设备运行参数均有监控设计，可以很好地进行系统管理，实时动态跟踪设备运行情况，并及时反馈给系统控制平台。

　　自动检测：系统带有在线检测仪器，可以检测废气的温湿度等其它参数，确保系统安全运行。

　　自我诊断：系统控制程序根据监控和检测的实时数据，可有效分析设备的运行状态，对异常情况可及时给予研判，并准确给出异常结论和维护建议。

　　自动报警：当系统通过自我诊断出异常信息后，将自动进行预警，并根据异常情况的种类和严重程度，及时采取相关措施，同时给出报警信号。

　　六、投资效益分析

　　（以廊坊市思铂利汽车维修服务有限公司钣喷中心VOCs治理设备项目为例）

　　（一）投资情况

　　本项目总投资约86万元，其中设备投资78万元，基建投资6万元，其他投资2万元。主体设备寿命30年。

　　（二）运行费用

　　根据2019年7月-2019年12月近5个月的实际运行情况计算，按照喷漆房每年工作300天，每天工作4-6小时，每吸附200小时脱附4小时计算，年处理VOCs约5.4吨，其中2.2吨为额外处理，年运行费用6.3万元（含电耗及耗材更换），VOCs运行费用为1.17万元。

　　（三）效益分析

　　1、经济效益分析

　　针对本项目“分子筛+CO”和市场常用技术“活性炭+CO”进行经济指标对比，其工艺路线相同，本项目初期投资，分子筛工艺相比活性炭工艺要高出5%~10%；但活性炭存在吸附寿命短，安全性差、需要定期及时更换，而分子筛可以长期安全使用。通过下表，两种技术处理风量为30000立方米/小时，喷涂行业废气，运行6年成本对比为例。

　　通过上表，活性炭+CO工艺的运行费用，明显高于分子筛+CO工艺。

　　通过图对比，“分子筛+CO”系统在三年内运行成本与“活性炭+CO系统”基本持平，由于“分子筛+CO”系统不需更换吸附材料，超过三年后，其经济性优势逐渐突出。

　　鉴于目前活性炭市场存在质量端不合格产品较多、应用端存在安全隐患、寿命衰减迅速、更换不及时、高沸点物质残留、水汽影响效率等问题和处置端属于危险废物，而分子筛具有诸多优势，目前活性炭应用市场逐渐会被分子筛所替换。经济性逐步增强。

　　2、环境效益分析

　　环境效益方面，通过对本技术进行示范和产业化推广，对北京市VOCs排放的削减量每年预计能达到10000吨以上，减少PM2.5和臭氧的生成量，在静稳天气条件和重污染日可以降低PM2.5峰值和颗粒物中有机组分含量，对北京市和京津冀区域环境空气质量的改善意义重大，也能减小VOCs对城市暴露人群的健康影响。

　　减排量：每10000风量每年可减排VOCs量为10kg，以平均每台设备30000风量为例，年销售100台，每年可减排VOCs总量为3000kg。

　　随着人们对健康的追求，消除新冠肺炎疫情给全民带来的焦虑，增强疾病传播防护。满足人们在家庭、公共区域、交通工具等空间内对空气消毒杀菌的新材料、新技术、新产品具有巨大的市场需求，改进密闭空间空气消毒的民用产品实际效果，真正起到防护作用，减弱对人体的伤害。

　　七、技术成果鉴定与鉴定意见

　　无

　　八、推广与应用示范情况

　　（一）推广情况

　　目前LTFQ分子筛系列产品已推出多个系列，均获得了较好的使用效果。在非连续运行的喷涂、印刷、餐饮等行业，难处理的橡胶、玻璃钢生产废气处理企业都显示了其替代活性炭或沸石转轮的优势所在。在有机废气排放标准较严格的，长三角、珠三角及京津冀一带占领了一定规模的市场，得到了行业内一定的认可度。

　　（二）应用情况

　　1、主要用户名录

　　2、用户意见

　　北京泷涛环境科技有限公司生产的VOCs废气净化一体机。投运至今，非甲烷总烃等有机废气排放浓度一直远远低于10mg/mm³，也远远低于河北及北京的地方排放标准。由于该公司配备了可远程传输的PID排放检测仪，并上传至市环保局，在雾霾严重的时段，由于此套设备的使用切实能够达到远远低于环保要求的排放，该公司是廊坊地区仅有的在禁止生产时期能够持续为客户进行服务的公司，客户也更为认可该公司的服务。

　　九、专利及获奖情况

　　（一）专利情况

　　（二）获奖情况

　　1、荣获“绿英奖”-VOCs治理领先企业，2019年。

　　2、入选北京市新技术新产品“VOCs废气净化一体机”，2019年。

　　十、技术服务方式

　　本技术的设计、实施、技术配套、售后服务等可全部由北京泷涛环境科技有限公司独立操作，高效、规范的工作保证项目保质保量地完成。公司有专人负责售后服务，能够为客户提供最佳的售后服务。

 

　　对接洽谈

　　生态环境部对外合作与交流中心

　　技术交流部

　　联系人：孔德、费伟良

　　联系电话：010-82268942/8791

　　邮箱：kong.de@fecomee.org.cn