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沸石转轮和活性炭运行成本比较

沸石转轮和活性炭运行成本比较

2020年01月07日

一、“无组织废气沸石转轮浓缩”方案及运行成本；

沸石吸附浓缩转轮组合(Cassette)为一中心轴承与转体，转体由沸石吸附介质与陶瓷纤维制成。转轮上包含用以分开处理废气及处理后释出干净气体的密封垫。密封垫将蜂巢状沸石吸附转轮组合隔离成吸附处理区、再生脱附区涂料。

过滤后的废气进入沸石转轮后，转轮以较低的速度连续美国总统奥巴马和副总统拜登在1月9日视察了位于美国田纳西州克林顿的塑料复合生产商Techmer PM公司转动，废气由吸附风机吹入转轮吸附区，处理后的洁净气排入大气，当转轮吸附后转到脱附区，少量洁净气与RTO燃烧室高温气进行热交换后加热为热气（℃）使被吸附的VOCs脱附再生，而脱附下来的高浓度废气进入旋转式RTO中高温氧化。

沸石转轮主要由沸石模块、转轮箱体、吸附风机、脱附风机、转轮驱动器、热风换热器、转轮出口调节阀、脱附入口数码影院调节阀、脱附出口调节阀、热电偶、压差计等组成。

15000m³/h风量无组织废气，采用沸石浓缩转轮处理的运行成本测算：

运行维护成本分析（年生产6912小时计算，开机率60%，满负荷率60%，稳定系数80%，电费按0.7元/度计算，天然气按3.5元/m³计算）：

1）、电能：

年电费（元管封口机）：23 X0.6X6912 X0.6 X0.8 X0.7=32049元/年；

2）、沸石模块更换费用：

沸石转轮更换频率（使用寿命约8年）

沸石公司实行ISO9001、IATF16949：2016等质量管理体系转轮更换费用： 筒式转轮的沸石模块为分体式，设计书中模块数量共12块，可及时检查运行状态，方便单独模块更换，12块全部更换约15万，平均年更换费用18750元/年；

3）、脱附热费用：

沸石转轮脱附温度（℃）：附计算说明及相关依据资料；

筒式转轮脱附温度180℃，浓缩10倍；

浓缩倍率：附确定依据相关资料或论述；

依据以上计算书：筒式转轮浓缩10倍；

脱附风量（m³/h）： 筒式转轮1500Nm³/h；

沸石转轮脱附热量（kcal/h）：筒式转轮脱附热6.4万大卡/h；

折合天然气（m³/h）：筒式转轮64000/8500 =7.53m³/h，

年总用气量（m³）：筒式转轮7.53 X12 X300=27108m³/年，

年度脱附热天然气费用（元）：筒式转轮3.5 X27108=94878元/年，

年度运行维护费用合计（元）：32049+18750+94878=14.5万元；

二、“无组织废气活性炭吸附脱附”方案及运行成本；

15000m³/h风量无组织废气，采用活性炭吸附脱附处理的运行成本测算：

活性炭选型参数及计算：

无组织工况风量Q：15000m³/h；

废气浓度n：约150mg/m³；

活性炭使用种类：蜂窝碳(以下以蜂窝炭为例)；

活性炭使用量W：3吸附+1脱附=4个炭罐（箱）325✕4=1300kg，其中3个吸附炭箱中活性炭质量为：WY=2600✕3/4;=975kg；

活性炭动态吸附效率mx：90~94%；

活性炭饱和吸附时间（h）：动态饱和吸附时间计算：Wy✕mx✕106/Q✕n=975✕6%✕/15000✕150=26h

活性炭脱附效率mt：%；（脱附温度80℃）

运行维护成本分析（年生产6912小时计算，开机率60%，满负荷率60%，稳定系数80%，电费按0.7元/度计算，天然气按3.5元/m³计算）：

1）、电能；

活性炭吸附风机功率（kw）：18.5kw

活性炭脱附风机功率（kw）：4kw

年电费（元）：22.5 X0.6X6912 X0.6 X0.8 X0.7=31352元/年；

4个炭罐两天完成一次吸附-脱附循环，吸附系统每天工作12小时，脱附系统24小时连续工作，脱附出VOC浓度3000mg/m3左右。

2)、活性炭更换费用；

活性炭更换频率：脱附温度80℃活性炭更换时间为15~20天，即年更换次数：20次；

活性炭更换费用（元/次）：20480元（按8000元/m3）

固废处理费用（元/次）：滚珠丝杠几近没有自锁性,而梯形丝杠具有1定的自锁性8448元（按照6000元/吨）

年活性炭更换及处理费用（元）：57万

脱附温度120℃则活性炭更换时间为7200小时，即年更换次数：1.5次，年费用4.3万；（国内120℃温度脱附技术不成熟，存在较大的着火风险）

3）、脱附热费用

活性炭单次脱附时间为12小时，脱附风量1500m3/h;

活性炭脱附温度（℃）：80

活性炭脱附频率：脱附时间12小时，4个吸附罐需要48小时脱附完成，即两天完成一个吸附-脱附周期；

活性炭脱附热量（kcal）：1500m3/h✕(℃）✕1.3=2.86万大卡/h

折合天然气（m³）：3.6 m³/h

年总用气量（m³）：12960 m³

年度脱附热天然气费用（元）：4.5万；

年度运行维护费用合计（元）：3.13+57+4.5=67.63万；

三、成本对比表；

四、 沸石浓缩转轮的选型；

沸石转轮形式：盘式转轮，桶式转轮；

五、沸石浓缩转轮的前处理设备；

过滤装置：为了保护沸石转轮吸附性能，废气进入沸石转轮之前需预处理，使得进入转轮浓缩系统的尘埃粒子有效去除。

在过滤器前后设置压差开关，保证废气过滤系统正常、安全、稳定运行。当过滤系统压力达到设定报警值时，报警系统发出报警信号，报警信号接入PLC，提醒操作人员更换相应的过滤器。

过滤器参数：

过滤效率 形式 过滤风量（m³/h） 过滤风阻

（Pa） 滤材料 尺寸

F5 袋式 3250 50(始）-450河源（末） 合成材料 591手抓新材料2*592*600

F7 袋式 3250 75(始）-450（末） 合成材料 592*592*400

F9 袋式 3250 105(始)-450（末） 合成材料 592*592*600

由于当进入转轮的废气温度较高时，在过滤装置后端需要增加循环冷却水对废气进行间接式降温，使进入沸石转轮的废气温度在35℃内的状态，沸石转轮的吸附效率达到稳定。

降温装置设有冷却塔、表冷器、循环水泵、阀门组件、阀组过滤器、管路、仪器仪表及温控系统。在废气温度高于35℃时，系统自动启动循环冷却系统。