[摘要] 将回旋转轮的内部作结构改造后，应用到有机废气处理工程的吸附和脱附工序中，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、不间断的自动切换，达到设备优化设计的目的。
[关键字] 转轮 脱附 吸附 一体化 设备优化
1 有机废气处理转轮内部结构改造要求
为了使传统的转轮应用到有机废气处理的吸附和脱附工序中，转轮的内部必须改造成适合工序的结构。在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变换。
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。整个转轮绕着中心轴旋转，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。
2 有机废气处理转轮改造后各种参数分析
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=2/3 T （1）
T脱=1/12 T （2）
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 （3）
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 （4）
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 （5）
W脱=GL （6）
H饱=ηW吸 （7）
H允=λH饱 （8）
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 （9）
适合吸附材料工作的有机废气的流速范围是VMIN（m/s）VMAX（m/s），假定吸附区流速为V吸（m/s）。其关系如下：
V吸=450M/（GT） （10）
VMIN≤V吸≤VMAX （11）
适合脱附流速范围是V1MIN（m/s）～V1MAX （m/s）。假定吸附区流速为V脱（m/s）。其关系如下：
V脱=3600 M1/（GT） （12）
V1MIN≤V脱≤V1MAX （13）
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，转轮的旋转周期是可调节的。为保证脱吸附的平衡，还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 （14）
对于不同分区的转轮，各个参数之间的关系不是全部一样。具体通过调节就可得出有关的关系式。通过上述关系式，可以计算出有效吸附、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及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进行。
3 有机废气处理转轮的工作流程
如图2所示，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。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入脱附区，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。
4 回旋转轮设备应用在有机废气处理上的意义
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、不间断的自动切换。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范围广，从5000m3/h到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。
5 结论
通过上述分析不难看出，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，做到两工序连续自动切换，达到设备优化设计的目的，可以作为工程设计的初步参考。
参考文献：
[1] 代彦军等. 转轮式干燥冷却系统的参数分析与性能预测[J]. 太阳能学报, 1998, 19(1):60-65.
[2] 无锡市联众控湿节能设备有限公司. 转轮除湿机技术手册.
[3] 郝吉明等. 大气污染控制工程[M]. 北京:高等教育出版社, 1981.
[关键字] 转轮 脱附 吸附 一体化 设备优化
1 有机废气处理转轮内部结构改造要求
为了使传统的转轮应用到有机废气处理的吸附和脱附工序中，转轮的内部必须改造成适合工序的结构。在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变换。
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。整个转轮绕着中心轴旋转，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。
2 有机废气处理转轮改造后各种参数分析
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=2/3 T （1）
T脱=1/12 T （2）
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 （3）
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 （4）
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 （5）
W脱=GL （6）
H饱=ηW吸 （7）
H允=λH饱 （8）
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 （9）
适合吸附材料工作的有机废气的流速范围是VMIN（m/s）VMAX（m/s），假定吸附区流速为V吸（m/s）。其关系如下：
V吸=450M/（GT） （10）
VMIN≤V吸≤VMAX （11）
适合脱附流速范围是V1MIN（m/s）～V1MAX （m/s）。假定吸附区流速为V脱（m/s）。其关系如下：
V脱=3600 M1/（GT） （12）
V1MIN≤V脱≤V1MAX （13）
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，转轮的旋转周期是可调节的。为保证脱吸附的平衡，还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 （14）
对于不同分区的转轮，各个参数之间的关系不是全部一样。具体通过调节就可得出有关的关系式。通过上述关系式，可以计算出有效吸附、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及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进行。
3 有机废气处理转轮的工作流程
如图2所示，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。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入脱附区，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。
4 回旋转轮设备应用在有机废气处理上的意义
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、不间断的自动切换。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范围广，从5000m3/h到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。
5 结论
通过上述分析不难看出，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，做到两工序连续自动切换，达到设备优化设计的目的，可以作为工程设计的初步参考。
参考文献：
[1] 代彦军等. 转轮式干燥冷却系统的参数分析与性能预测[J]. 太阳能学报, 1998, 19(1):60-65.
[2] 无锡市联众控湿节能设备有限公司. 转轮除湿机技术手册.
[3] 郝吉明等. 大气污染控制工程[M]. 北京:高等教育出版社, 1981.
