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沸石转轮吸附特性测试设备

日期:2018-06-11  人气:371 views

沸石转轮(KPR)的吸附特性测试的目的为了解沸石浓缩转轮焚烧系统在各操作状况下的运作效能,并可为其系统建立操作参数数据库的基础外,也能提供实际工程现场调整的参考,以省掉不必要的试误程序。我们在实验室内架设一小型沸石转轮系统,并以半导体及光电产业使用比例较多的挥发性有机物质(volatile organic compounds,VOCS)为研究对象,并依据以往研究及执行计划规纳出可能影响沸石浓缩转轮焚烧系统参数,如进流废气的温、湿度变化,及各重要操作参数如转轮转速、浓缩率与再生温度等,逐项进行影响系统处理效率探讨。

本测试设备流程图如图所示。空气压缩机产生气流、经流量计控制所需流量后,使用过滤器处理气流中的粒状粉尘,再使用湿度控制器及VOCS曝气设备调整所需的湿度与VOCS浓度值。在进入反应器前,气流阀门与流量控制器将分别控制进入反应器吸附区及冷却区的吸附气流量及冷却气流量(脱附气流量),且由前者除以后者所得的值即为定义的浓缩比;反应器处理吸附气流及冷却气流所含的VOCS后,吸附气流导引至抽气柜排至大气,冷却气流则循环导入加热器成为脱附气流、并加热至所需的脱附温度,再进入反应器的脱附区将吸附其上的VOCS脱附而出。本研究的反应器旋转及转速由步进马达控制。

在吸附区出口侧共有六个检测点,每个点距的角度为50°;我们也针对反应器高度及旋转角度分别定义两个无因次参数:Z及τ。无因次化高度参数Z的计算为由吸附区入口侧所量测而得的高度除以反应器总高度;无因次化旋转角度τ的定义为反应器转入脱附区开始计量每个温度与VOCS取样点的角度除以360°所得的值。为了解反应器的处理性能效率,我们利用气相层析仪/火焰离子化探测法(GC/FID),借以检测反应器在各操作条件下的吸附前后VOCS浓度值,以了解其处理效率;检测VOCS浓度的方法为每隔60秒以自动采样方式分别对反应器前后的气流取样5ml后,注入GC/FID(Shimadza GC14B),其内分析管柱为J&WDB-Wax(30m×0.53mmI.D.,1.0 um film thickness)、火焰探测器与烘箱均设定为200℃。

初步结果系针对沸石吸附浓缩转轮处理VOCS废气的主要影响参数,如进流废气可能的温、湿度变化及各重要操作参数如转轮转速、浓缩率与再生温度等,进行该系统处理效率探讨。


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