沸石转轮技术综述知识分享

1、仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢 新竦品發主悲燃前後轉劈槎品表直比較辰新竦品發主悲燃前後轉劈槎品表直比較辰(L=榛品長度400mm)沸石转轮之基质为陶瓷纤维表面涂布一层吸附剂，一般为活性炭或疏水性沸石，制成蜂巢状圆形转轮，再分为两个区域，分别为吸附处理区及再生脱附区，但为提升转轮之吸附能力，有时会设计于两区之间多一个冷却区，通常吸附区较大，脱附区与冷却区为两个较小且面积相等之处理区域。$M4甌水挫港石雜轻84A廠06浦牙轉輪取檢表而（左）及樣品圖（右）Figure4-13aRotoriorcarbon-tiberSYS-tern.Cleanp

2、roc&s-s玄iiHatd&sorption尿hgnt-宙跖pres%Hatd&sorption尿hgnt-宙跖pres%airRotord:rrv&Atisorhentm&diaOptionaEsmoottiingfilterSoksnt-ladende-sorptionairFigure4-1b.Rotorsystem.(ReprintedcourteavofDurrIndustri&E,Inc.Rlvnmuth,Michigan.)使用沸石转轮反应器之规格资料直径（mm）320高（mm）400主体密度（kg/m3）250区域比率（吸附/脱附/冷却）10:1:1孔道形状蜂巢状每平方厘米微

3、孔数42比表面积241吸附剂占基材比重（）36.66吸附剂类型ZSM-5吸附剂硅铝比166吸附剂孔隙（cm3/g）0.321（3）热回收设备：将VOCs燃烧或氧化后之干净空气其温度高达500-700C。，将此部分空气经由热交换器将热能加以回收，同时将干净空气温度降低后将其导至转轮脱附区为转轮进行脱附作用；若温度太高则转轮可能发生燃烧，因此进入转轮之温度不可太高，一般会设置两段热回收设备并增设一鼓风机导入新鲜空气与燃烧后之空气混合，以控制脱附温度在180-220C。之范围内。为处理VOCs废气，除了沸石吸附浓缩转轮焚化系统外，并可在制程端如光阻涂布机台或去光阻制程废气出口端加装冷凝器，预先分流处

4、理高沸点VOCs（如MEA、BDG、DMSO）。J：11111RtYSliSn-夕一姣血Nm3mriopn30fQasg500?000IDO偲x-豪塔J：11111RtYSliSn-夕一姣血Nm3mriopn30fQasg500?000IDO偲x-豪塔FV*粤調ariT-iftMml.-rrsh.1301ri-1100Mni3i四、沸石转轮制备工艺4.1活性炭吸附剂简介般在选用活性炭时，除须考虑使用类别外，例如：气象或液相之应用，尚须针对处理对象之性质等作特性之考虑。一般而言，在气象应用中，活性炭洗脱附处理以较适合中等分子量中低沸点且疏水性（低极性）化合物，例如：碳氢化合物、醇类（甲醇例外）、

5、有机氯化物、脂肪酸类、酚类、酮类、脂类等活性炭均有很强的吸附能力；但对于硫化氢、二氧化硫、氯、甲醛、氨基酸类等化合物活性炭之吸附能力很差，除非含浸酸或碱级金属盐加以改质，方可达到较好之效果。通常活性炭之参考规格有：比表面积、孔洞体积、四氯化碳吸附值、碘值、含水率等（）粒状活性炭粒状活性炭依形状不同又可分为破碎状、圆柱状及球状等三种，一般来说其吸附能力较粉末活性炭小，但因颗粒尺寸较大较无压力下降之问题，而且具有可以再生的优势，所以一直是使用较为广泛的一种。（二）纤维活性炭纤维活性炭系利用酚系、丙烯氰系等原料合成，主要目的是揉和粉末活性炭高表面积、高吸附能力及压降小、可再生之优点，而且具有独特的强

6、度，通常其吸附能力也颇好。一般应用上有固定床式和转轮或转环式，一般来说纤维活性碳的填充重量只有粒状活性碳的1-10%左右，间接减少了碳床累积之着火之危险。活性碳再生一般以水蒸气脱附再生，若吸附质为含氯VOCs时，采用水蒸气可能会发生水解反应，而使回收之含氯VOCs发生改变，影响脱附产物之纯度及再生活性碳之吸附效能。衰二玄當弔忑旳劑之基枠性（-苏言明匡我大19%）辭碳活生氧卍常縊頁分工篩4A5A13乂淮頑蜜戛fe/m3）200-60(750-10008(WfidO8D0操作遞423?73QS?2873S73上限（K）平静孔徑15-2SI8-4S224513寻生碾Ai.-!*ir飞372口47V5

7、23353234735734?VS73471-573(QfTr/止表百項皿卜1S00dHO60f(nr/g)?吉d註：4A录5A分子欝的矽韶盐焉1陽讎子分别焉Nf及W+:兀型分子篩的矽話乂巨106；師1沐埜咆陽輕于马Ca24、衰小窖嗟戎门承送苓兰二較（鄭宗岳1998）淸生碳活性氧化鋁矽耀合成決E撩械锲芟熱盍立连耐水-生水伯殴附容量高分墜）水饴吸附窖量淸生碳活性氧化鋁矽耀合成決E撩械锲芟熱盍立连耐水-生水伯殴附容量高分墜）水饴吸附窖量【怯分墜;有穩物之吸附容量大分子化合物之駆附選澤连鲍可、K飽礼之殴附塞澤住極4分子之殴附輩擇性2非常谡良谨良O普道較差表2-21天然浦石的應fl34應用產品性質吸附

8、劑乾燥劑殘濕性除臭劑吸附性保鮮劑吸附性離子吏換劑廃水處理廢水處理離予交換性離子交換性无吸附性土壊改社高爾夫球場保祀性、保水性和透水性農耕保肥性、保水性和透水性園藝保月巴性保水性和透水性肥料添加劑吸附性及離子交換性飼料添加吸附性屍離子交換性*3J.C-I泮忑奔孑犒舐孔尺寸片轴最辽ingei1.r1685）icrs竝逾(:it)TjTicaBStEriDtPiHgS1E!七rs;stm)IflCTCTCIT.IS旧KF-jr-w;U-41】3-1?21lienopero.ifwiitiL7T3ror55CJcsrrflXWbeL32Jlf-20再3.J2-1.45fr5IS1.21弓】gjU1右的

9、，前加rT-por-SKhJJSITS12in一m12(1J3外E1Z1沾诞59却4胡屮U如M,耳SrJi-pnrss月0.胡哥SAP卜幫A(L433U昭?rtl咱惬吊:Kj.!v.i,l!i-CXK-;KFiMTHpKTT_bDIrjTKJjLitQHjWeeDii尿h:A莎KaM蚯斡6lij；dMTj_El|J.8Usk：5d-33_OOi_TCTMXil1tafflrJTj-ilpi-rsACflJX阳上,，：方:-Lrrarfra-hiriTna.A.rEM-rjia.触pJ-TI-：K二.口;_aJCh二:SiCt!i：.i.】9tey-.g虚uackadp：scoe.jjjnirg

10、C：J-I.世二岳y:Aid.命詁moiAJkcsffjrwi-ij吐啓上iit上“y2a心疋囂|l：；AJcJ-M古心：ihtI,2-tt.zLqknwdJnl$=09严山底5z-rjlp.1Sr：illt_j/AiOn.In2ft!lufi|.工血.0XteMISTaaZK-TiV粘K.AlOrhe-CSiciiina|i=cXwIsmAegAthI500沸石的硅铝比不可小于1但没有上线。高硅铝比沸石具有疏水性，其吸附性质与一般含富铝沸石大不相同，它对水和其他极性分子亲和力很低。因此选择适当硅铝比，孔隙架构和阳离子形式，可制造出各种吸附性质大不相同的沸石。从结构来看，ZSM-5的硅铝比可由

11、12改变至纯硅的silicalite。硅铝比从1变至8,热稳定性随之增加，表面性质从亲水性变成疏水性，酸性中心的强度会增加但酸量会减少。与其它吸附剂比较,沸石因具有晶体结构呈现均一整齐的孔洞直径,且这些孔洞具有很大的内表面积,可大量吸附和储存分子。沸石亦属于一种离子型吸附剂,可根据分子大小和极性不同做选择性吸附。ZSM型沸石系由一系列含丰富硅质沸石所组成，其结构是以；两个五元环单元形成之单层结构,单层再以不同顺序堆叠,可以得到不同的孔道结构：(1)ZSM-5和(2)ZSM-11.其孔道特征为10个氧环，其自由直径约为6A的沸石。其典型的硅铝比约为30,但可能大幅变化,特征为具有高热稳定性及水热

12、稳定性,并具有许多的触媒特性,另其亦可用来吸附废气或废水中的有机物。Mobil公司在1972年所开发命名为ZSM-5的人工沸石，一为5.4x5.6A,另一为5.4x5.6A,其硅铝比为10-5000。ZSM-5沸石不仅拥有一般高硅铝比沸石所拥有的特质，还具有亲脂而疏水的特性，这种特质使得ZSM-5沸石比较喜欢吸附非极性的分子物质。沸石孔径单一均匀，如ZSM-5分子筛孔径约为6A,则孔径只能吸附直径6A以下的分子,较大分子无法进入孔隙,只能依赖表面吸附,故表现出形状选择性；另一方面,活性炭的孔径相对于沸石而言分布较广,故孔隙内可吸附直径大的分子和直径小的分子以新沸石浓缩转轮原有组成而言，系含60

13、-70%(wt)之陶瓷纤维(ceramicfiber)，为一蜂巢状成形基材(substrate)，而另外30-40%(wt)则是沸石粉末长晶附着于基材上，其主要成分为硅及铝。由于沸石转轮包含了大部分具有大量中孔的陶瓷纤维基材故沸石转轮样品对IPA及PGMEA之饱和吸附率并不符合Langmuir等温吸附方程式。4.5沸石转轮之制作程序沸石转轮之制作程序如图4.2-1所示，首先，陶瓷纤维纸(CeRAMicfiber)经加上粘着剂(Binder)等后透过特殊控温成型滚轮模具加以成形(Corrugation)为蜂巢状(Honeycomb)半成品，此时若欲成型为转轮(Rotor)型式，则将成形之蜂巢状陶

14、瓷纤维滚成圆盘状(Rotordisctype)，若欲成型为长方块状(Blocktype)，则将其依次堆叠成型为长方块状即可；接着加以400-500C。之高温烧结数小时，此时半成品中之有机物几乎完全逸散而仅剩陶瓷纤维无机基材，烧结后陶瓷纤维无机基材加以含浸(Impregnation&washcoating)吸附剂粉末，并加以70-250C之烘干即告完成。图4.2-2所示之粉末状疏水性沸石吸附剂，其中左侧沸石吸附剂之硅铝比较高且适用于无极性或弱极性有机物之吸附，右侧沸石吸附剂之硅铝比则较低而适用于极性有机物之吸附；图4.2-34.2-5依序显示转轮陶瓷基材成形后烧结前纵切局部照片、转轮含浸疏水性沸

15、石粉末并烧结后之局部照片以及其局部放大照片。Gerami右Fiber.PulpandlBmci&rCersmicPaper卜即从ihreivaeCrrugtationHoneycocrtbBlocMRotcwCalcination1Vi-Fisaa気IF-MoumrL40A乙事PGWCtef.w”-4riir；*-arDr!Finishingr9PivdkK.t圖4,2-1沸石轉輪製造程序示意圖鮒性落剂川1槪性落剖用谏水m兀卜1釦k件上才m814,2-2酸水性溺右吸附劑紛末左:較高矽銘比右:較低矽鋁叱）4,2-3轉翰陶瓷基材成形後燒黠前縱切局部照片（尚為含漫濟石瑕附劑）圖12-4轉斡含浸疏水性

16、隔石耕叢並燒結後継切局部照片圖4.2-5轉斡含浸疏水性濟右粉衣並燒結後縱切局部放大照片五、冷凝器和焚烧炉设计61543CJcanAarOuHtrt61543CJcanAarOuHtrtEsdiaustAltI.ExterruiJMLnip也唱耐耳liliiies2rInternreDfat-z-rtte?,?,-itselS.TubfmdTriistypehMciiilD?-misterLevs：pAuge6一PumpE3.3冷探翁砥r匏況Figure5.3igLicliartoicondetiserrv(Aitibienili、CAjnljiHtl)JiJT-u.；mbiill,;r_LIlMfldiJCipnmralAirEjcJi3uslirCFIDS-an1Gmji-nirCFIDS