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旋轉輪
鎖定
工程環境空氣中，有機廢氣的排除，一直是空氣處理工作的難題。旋轉輪設備，應用到有機廢氣處理工程的吸附和脱附工序中，實現吸附工序設備和脱附工序設備的一體化，將兩個工序的有效結合，做到工序連續、不間斷地自動切換。
- 中文名
- 旋轉輪
- 外文名
- swiveling wheel
- 用 途
- 工業廢氣處理
旋轉輪簡介
隨着人們生活水平的提高，為避開夏季炎熱的氣候，堂館建築、辦公大樓、商場超市均引進大容量中央空調。然而，長時間相對封閉的室內空調環境，在其給人們營造涼爽舒服的同時，也凝聚了能產生多項疾病的有機廢氣。工程環境空氣中，有機廢氣直接影響周邊人們生活與工作的質量，有效排除有機廢氣的設備研究，一直是環保工程技術人員探討的難題。迴旋輪設備改造應用，創出了一條既能吸附又能脱附處理有機廢氣的一體化設計的路子。
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旋轉輪有機廢氣處理轉輪內部結構改造要求
為了使傳統的轉輪設備應用到有機廢氣處理的吸附和脱附工序中，將轉輪的內部改造成適合工序的結構。轉輪內部的密封系統均布分割為 8個、10 個、12 個或16 個區域，各區域都為單獨的脱吸附室，區域之間不連通。區域內部裝填能處理有機廢氣的吸附材料，如蜂窩碳、纖維碳或顆粒碳等。轉輪沿中軸在做緩慢連續旋轉，以保證整個過程的脱附和吸附同時進行。以均布分割為12 個區域的轉輪為例，如圖1 所示。
圖1
連續的8 個區域為吸附區域，1 個區域為脱附區域，由吸附區向脱附區方向轉動，進脱附區前的 1個區域為過渡區，出脱附區的第一個區域為過渡區，第二個區域為冷卻區。轉輪在旋轉的過程中，脱附和吸附的區域在不斷的變換。
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旋轉輪改造後的轉輪處理有機廢氣原理
當要處理的有機廢氣進入轉輪 240℃扇形的吸附區域時，廢氣中的有機污染分子被轉輪內的吸附劑吸收，沿着旋轉方向，第一吸附區旋轉到第八吸附區時，該區域的轉輪因吸收了一定量的污染有機分子而趨向飽和；隨着轉輪的轉動，該區域經過渡區後進脱附區進行熱風脱附處理。脱附的過程，熱風同時對吸附材料進行加熱。當轉到冷卻區時，主要對吸附材料進行冷卻處理，使吸附材料恢復吸附功能。整個轉輪饒着中心軸旋轉，在脱吸附的氣體流向始終保持不變情況下，實現脱吸附區域的不間斷連續工作。
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旋轉輪有機廢氣處理轉輪改造後各項參數的分析
設備的驅動採用變頻可調節馬達。通過調節旋轉週期T 小時，即調節吸附區域的工作時間。假定每個吸附區域的吸附時間 T吸/h，脱附時間T脱/h。以均布分割為12 區域的轉輪的結構為例，旋轉週期與脱、吸附時間之間的關係如下：
T吸=2/3T；
T脱=1/12T；
假定吸附材料吸附的飽和時間 T飽/h，吸附飽和調節係數 λ（λ=0.5～0.9）。
T飽=T吸/λ。
假定完全脱附時間 T全小時，脱附調節係數 τ（τ=0.9～0.98）。
T全=τT脱假定單區吸附材料有效吸附面積 G/m2，吸附材料厚度L/m。單週期內，有效吸附材料的體積W吸/m3，有效脱附處理的體積 W脱/m3。吸附材料飽和吸附率為η（kg/m3）。飽和吸附總量為 H飽/kg, 單週期內允許通過轉輪吸附區的有機物總量為 H允/kg。其參數的相互關係如下：
W吸=8GL；
W脱=GL;
H飽=ηW吸；
H允=λH飽。
處理廢氣吸附風量為 M（m3/h），脱附風量M1（m3/h），廢氣平均含污率 δ（kg/m3）。那麼單週期內允許通過轉輪吸附區的有機物總量為 H允與處理量和旋轉週期的關係如下：H允=δMT。
適合吸附材料工作的有機廢氣的流速範圍是VMIN（m/s）到VMAX（m/s），假定吸附區流速為V吸（m/s）。其關係如下：
V吸=450m/GT；
VMIN≤V吸≤VMAX。
適合脱附流速範圍是 V1MIN（m/s）到V1MAX（m/s）。假定吸附區流速為 V脱（m/s）。其關係如下：
V脱=3600 M1/（GT）；
V1MIN≤V脱≤V1MAX。
在轉輪設備設計時，待處理廢氣的吸附風量、廢氣含污率及吸附材料飽和吸附率為定量範圍。滿足吸附的各個參數範圍的條件下，實現吸附的近飽和工作的同時，還必須滿足脱附區的完全脱附。設計時，轉輪的旋轉週期為可調節的。為保證脱吸附的平衡，必須在調節旋轉週期時，相應調節脱附的風量。滿足的參數關係如下：
M/M1=64 V吸/V脱
對於不同分區的轉輪，各個參數之間的關係不是全部一樣的。具體通過調節就可得出有關的關係式。通過上述的關係式，能夠計算出有效吸附、脱附的過風面積，吸附材料的裝填量，轉輪的旋轉週期，吸附及脱附的過風速度，脱附風量，轉輪的內外直徑，轉輪的厚度等參數的許可範圍。轉輪驅動採用變頻控制，脱附風量採用可調性的，其目的是在廢氣的總量發生變化或廢氣的濃度發生變化時，通過調節轉輪的旋轉週期來改變脱附和吸附的時間，達到脱附和吸附能連續和平衡。
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旋轉輪有機廢氣處理轉輪的工作流程
有機廢氣經過濾後進入吸附單元，完成吸附後由吸附風機排出（見圖2）。
脱附風機帶動兩路氣，一路為乾淨空氣，還有一路為有機廢氣對冷卻區進行冷卻後，相當於加熱的廢氣。兩路氣體匯合並經加熱器加熱到脱附要求的温度後進脱附區，對吸附材料進行脱附處理後，由脱附風機排出到燃燒室或回收單元做進一步處理。
旋轉輪迴旋轉輪設備應用在有機廢氣處理上的意義
從轉輪工作流程示意圖上，可以清楚看到，設備的結構比較簡單。關鍵是實現了有機廢氣處理工藝中吸附和脱附兩個單元的有效整合，不需要停機就能在吸附和脱附兩工序上進行連續的、不間斷地自動切換。不需要有備用吸附牀，實現了設備的一體化。迴旋轉輪結構，目前已比較成熟，該設備易於操作，運行可靠，操控方式先進；適合處理的有機廢氣量的範圍廣，從 5000～100000m3/h 都能有效處理；設備的運行費低廉，節省能耗；可以連續長期運轉，無需更換吸附材料，機械部分也沒有經常需要更換的易損件。它的運行維護，非常簡便可靠。
