处理挥发性有机物的净化系统
技术领域
本发明涉及挥发性有机物治理技术领域，尤其涉及用于处理挥发性有机物的净化系统。
背景技术
随着化学工业快速发展和能源消耗量日益增长，石化、电镀、印染等行业产生的挥发性有机物(VOCs)作为PM2.5和O3共同的前体物和参与物对大气产生多重环境效应，严重危害人体健康。工业源是挥发性有机物主要排放源，其显著特征是排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长，对区域大气环境产生较大影响，当前挥发性有机物治理已成为我国大气污染防治重点和难点。
吸收、冷凝、膜分离等常规处理方式对挥发性有机物去除效率低，难以满足当前排放控制要求。现有沸石分子筛吸附转轮浓缩倍率低、占地面积大、沸石易损坏不易更换且运行维护成本高，市场上多数催化燃烧反应器工作不稳定、净化效率低、易产生二次污染。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种用于处理挥发性有机物的净化系统。把预处理、吸附浓缩与催化燃烧进行组合，构成了一种新的用于处理挥发性有机物的净化系统，实现了技术设备的改进和工艺优化完善，相比现有技术的性能缺陷及二次污染问题，都得到有效解决。
本发明的一个目的是提供了一种处理挥发性有机物的净化系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种处理挥发性有机物的净化系统，所述净化系统包括：
预处理过滤装置，所述预处理过滤装置用于对挥发性有机物废气进行除尘和除油；
吸附转轮，所述吸附转轮包括筒式沸石分子筛模块以对经过预处理过滤的挥发性有机物废气进行吸附浓缩，
催化燃烧反应器，对来自吸附转轮的经吸附浓缩的挥发性有机物废气进行燃烧脱除处理，
其中，所述吸附转轮包括壳体、废气进气口和出气口，在所述壳体中设置有彼此连通的陶瓷换热器和转轮装置，所述陶瓷换热器与所述废气进气口连通，所述转轮装置与所述出气口连通，所述转轮装置包括多个立柱，所述多个立柱中的相邻的立柱之间设置有用于吸附废气中的挥发性有机物的至少一层分子筛模块。
进一步地，所述转轮装置还包括驱动装置、回转轴承、底部圆盘和顶部圆盘，所述多个立柱固定在所述底座圆盘与顶部圆盘之间且沿所述底座圆盘的圆周方向间隔设置，所述回转轴承与所述底座圆盘驱动连接，所述驱动装置与所述回转轴承连接。
具体地，所述陶瓷换热器与所述转轮装置之间还通过换热管道连通，所述换热管道的第一端与所述陶瓷换热器连接，所述换热管道的第二端插入所述转轮装置的内腔，所述转轮装置包括吸附区和脱附区。
具体地，所述换热管道的第二端的端口外缘设置有滑轨，所述顶部圆盘和底部圆盘的形状设置为圆环形，在所述顶部圆盘和底部圆盘的内表面处设置有与所述滑轨滑动连接的凸缘，
流过换热介质的所述至少一层分子筛模块中的一部分构成了所述脱附区。
进一步地，所述出气口包括用于排放经吸附所述挥发性有机物后获得的洁净气体的吸附区出气口和用于脱附后气体排出的脱附区出气口，
所述陶瓷换热器包括用于换热后废气排出的第一出气口和用于与废气换热后的换热介质排出的第二出气口，所述第一出气口与所述吸附区连通，所述第二出气口与所述换热管道连接。
具体地，所述吸附区出气口的一端设置在所述转轮装置的内腔中，另一端沿所述转轮装置的纵长方向向外延伸至所述壳体外，
所述脱附区出气口的一端设置在所述脱附区中，另一端沿所述吸附转轮的纵长方向延伸至所述壳体外，
所述吸附区占所述至少一层分子筛模块中的所有分子筛模块的四分之三，所述脱附区占所述至少一层分子筛模块中的所有分子筛模块的四分之一。
进一步地，在所述换热管道中设置有用于将所述陶瓷换热器中的所述换热介质抽取至所述脱附区的轴流风机和用于加热所述换热介质的加热器，所述轴流风机靠近所述陶瓷换热器设置，所述加热器靠近所述第二出气口设置。
具体地，所述至少一层分子筛模块包括内层分子筛模块和外层分子筛模块，所述内层分子筛模块和外层分子筛模块沿所述底座圆盘的径向方向布置。
具体地，在所述内腔中还设置有用于更换所述至少一层分子筛模块的移动推杆装置和用于测定所述挥发性有机物的浓度的传感器，所述传感器与所述移动推杆装置信号连接。
优选地，所述立柱为旋转式立柱，所述旋转式立柱带动一侧的所述内层分子筛模块和所述外层分子筛模块旋转。
进一步地，所述预处理过滤装置包括粗效过滤棉和中效过滤布袋，所述粗效过滤棉设置在不锈钢网框上，所述中效过滤布袋设置在所述粗效过滤棉的后端。
进一步地，所述催化反应器包括预热室和催化燃烧室，所述预热室与催化反应器的进风口相连，所述经吸附浓缩后的挥发性有机物废气在脱附后，进入预热室中经过导热管内的换热介质进行热交换；
所述催化燃烧室内设置有催化剂反应床，经预热后的废气在催化剂反应床上燃烧并产生高温烟气。
具体地，所述高温烟气的一部分直接排放到大气中，所述高温烟气的另一部分作为换热介质流入吸附转轮中的脱附区。
具体地，所述筒式沸石分子筛模块是13X分子筛构成的模块，所述13X分子筛由以下方法制备，所述方法包括以下步骤：
提供粉煤灰原料，所述粉煤灰的质量百分比的范围为66％～85％；
将所述粉煤灰原料与氢氧化钠、硅源、铝源、13X分子筛晶种、硬模板混合并研磨得到混合料，所述混合料中的硅铝比的范围为3～11，所述13X分子筛晶种的质量百分比为8％～15％，所述硬模板的质量百分比为2％～5％；
将所述混合料在80～98℃的范围内晶化15～24小时以得到晶化产物，冷却所述晶化产物以得到初品；
将所述初品在500～600℃的温度范围内煅烧4～8小时以得到煅烧产物，再将所述煅烧产物依次冷却、洗涤和过滤，之后在温度为50～70℃的范围内烘干10～15小时，以得到所述13X分子筛。
具体地，所述氢氧化钠的质量百分比为5％～15％。
优选地，所述硅源和/或所述铝源的质量百分比为0～15％。
进一步地，所述硅源包括硅酸钠、硅胶或白炭黑中的任一种或它们的组合。
进一步地，所述铝源包括拟薄水铝石、偏铝酸钠或氢氧化铝中的任一种或它们的组合。
进一步地，所述硬膜板包括炭黑、碳纳米管、多孔碳中的任一种或它们的组合。
具体地，所述13X分子筛为微孔-介孔13X分子筛结构。
进一步地，所述混合料的粒径小于等于74μm，所述洗涤用水为去离子水。
进一步地，所述粉煤灰为循环流化床粉煤灰；
所述研磨是在空气中进行的；
提供粉煤灰原料的步骤包括：将粉煤灰进行磁选除铁，之后进行洗涤、过滤和烘干得到。
根据本发明的用于处理挥发性有机物的净化系统具有以下优点中的至少一个：
(1)本发明提供的净化系统的吸附转轮具有设计紧凑，结构简单，占地面积小，通过余热回收维持装置自运转，能量利用效率高等特点；
(2)本发明提供的净化系统的吸附转轮中吸附材料分子筛具有可以模块化组装易更换，方便运输，比热容小，吸纳热量少，浓缩倍率高，吸附效率高，运行稳定，能耗低等优点；
(3)本发明提供的净化系统的吸附转轮中的多层分子筛模块的设计提高了对挥发性有机物的吸附效率；
(4)本发明提供的净化系统的吸附转轮中对换热管道的设计提高了利用回收热量对分子筛模块进行脱附的效率；
(5)本发明提供的净化系统的吸附转轮中采用移动推杆装置与浓度传感器的配合可以实现自动更换分子筛模块，避免了人工在高温中更换分子筛模块的危险；
(6)本发明提供的净化系统的13X分子筛针对循环流化床粉煤灰制备分子筛，不需要焙烧活化环节；
(7)本发明提供的净化系统的13X分子筛通过不使用溶液制备分子筛，分子筛产率高，晶化釜利用率高，合成压力低和环境污染小；
(8)本发明提供的净化系统的13X分子筛具有微孔-介孔结构，极大地提高了传质效率；
(9)本发明提供的净化系统的13X分子筛制作简单、成本低以及污染小，拥有良好的推广优势。
(10)本发明提供的净化系统的13X分子筛的制备方法及13X分子筛采用大宗固废粉煤灰为原料进行制备，既提高了大宗固废的增值利用率、拓展了固废的综合利用途径，又有效降低制备成本，达到“变废为宝”的效果。
附图说明
本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的吸附转轮的结构示意图；
图2是图1所示的转轮装置的结构示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的用于处理挥发性有机物的净化系统。
图4是根据本发明的一个实施例的13X分子筛的制备方法的流程图；
图5是实施例1中得到的13X分子筛的XRD表征结果图；
图6是图5所示的13X分子筛低倍率(5000倍)扫描电镜图；
图7是图5所示的13X分子筛高倍率(80000倍)扫描电镜图；
图8是实施例2中得到的13X分子筛的扫描电镜图；
图9是实施例3中得到的13X分子筛的扫描电镜图；
图10是实施例4中得到的13X分子筛的扫描电镜图；
图11是实施例5中的13X分子筛的80000倍的扫描电镜图；
图12是图11所示的13X分子筛的20000倍的扫描电镜图。
其中，100吸附转轮，10壳体，11废气进气口，12第一出气口，13第二出气口，14陶瓷换热器，15换热管道，15’第二换热管道，16吸附区出气口，17脱附区出气口，18轴流风机，19加热器，20转轮装置，21立柱，22内层分子筛模块，23外层分子筛模块，24顶部圆盘，25底部圆盘，26回转轴承，200预处理过滤装置，210预处理进气口，220粗效过滤棉，230中效过滤布袋，240壳体，300催化燃烧反应器，310热风出气口，311回收废气出口，312催化反应器进气口，313导热管，314补风管，315变频风机，316预热室，317催化剂反应床，318电加热管。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
如图1-3所示，根据本发明的一个实施例的处理挥发性有机物(VOCs)的净化系统，其包括筒式沸石分子筛吸附转轮(或简称为吸附转轮)100、位于吸附转轮上游的预处理过滤装置200以及位于吸附转轮100下游的催化燃烧反应器300。所述用于处理挥发性有机物的净化系统具体由图3详细示出，在该净化系统中采用了三段式耦合工艺，把挥发性有机物的预处理、吸附浓缩和催化燃烧有机地相互结合在一起，对它们的结构进行改进优化和工艺的完善，挥发性有机物的净化效率显著提高，实现了所述净化系统的结构简单、沸石分子筛模块化组装、操作方便、占地面积小、能耗低、使用寿命长、无二次污染等优点。
具体处理过程大致如下：含有挥发性有机物的废气首先进入预处理过滤装置200进行除尘除油，然后经过筒式沸石分子筛吸附转轮100进行吸附浓缩，经过筒式沸石分子筛吸附转轮净化后的洁净气体直接排出到大气中，而经浓缩后的含有挥发性有机物的废气则进入到催化燃烧反应器300进行催化燃烧处理，经催化燃烧后的达标的气体直接排放到大气中。
以下，将分别详细介绍吸附转轮100、预处理过滤装置200和催化燃烧反应器300的结构和相应的废气处理过程工艺。
如图1所示，本发明提供的吸附转轮100包括壳体10、废气进气口11、第一出气口12、第二出气口13、陶瓷换热器14以及转轮装置20。其中，陶瓷换热器14和转轮装置20被设置在壳体10中。废气进气口11设置在壳体10的靠近陶瓷换热器14的一侧上，且与陶瓷换热器14连通。第一出气口12和第二出气口13是陶瓷换热器的两个出气口，第一出气口12与转轮装置20连通。在使用时，温度高达80℃～200℃废气从废气进气口11进入陶瓷换热器14并在此处进行热量交换。换热后的废气温度降至30℃～60℃，并通过第一出气口12进入转轮装置20中。由于分子筛(将在下文中详述)的最佳吸附温度介于20℃～60℃，经换热后废气恰好处于分子筛的最佳吸附温度范围内，由此提高了分子筛吸附效率，同时也实现了余热回收。具体地，壳体10为密封壳体，陶瓷换热器14采用碳化硅材料制成。
结合图1和图2所示，在一个示例中，转轮装置20包括多个立柱21，内层分子筛模块22、外层分子筛模块23、顶部圆盘24、底部圆盘25、回转轴承26和驱动装置(未示出)。多个立柱21间隔地设置在顶部圆盘24和底部圆盘25之间，且多个立柱21沿底部圆盘25的圆周方向排列，使得多个立柱21、顶部圆盘24和底部圆盘25彼此围绕形成了圆筒型转轮。驱动装置驱动回转轴承26旋转，由此带动了设置在回转轴承26上的圆筒型转轮旋转。在一个示例中，转轮装置20的转速为2-4转/小时。
在一个示例中，为了提高转轮装置中分子筛对废气中的挥发性有机物(即VOCs)的吸附效率，在彼此相邻的两个立柱21之间均装填有两层分子筛模块，分别为内层分子筛模块22和外层分子筛模块23。本领域技术人员应当明白，也可以装填1层、3层或者更多层分子筛模块。在另一个示例中，内层分子筛模块22和外层分子筛模块23还可以根据需要均设计成上下两层的模式。本领域技术人员可以根据实际的需要来选择分子筛模块的装填层数。
在一个示例中，分子筛模块可以采用现有的任何类型的分子筛，分子筛模块的形状根据相邻两个立柱之间形状来确定。立柱的数量和转轮装置的尺寸可以根据实际处理的废气的风量来设定，例如可以根据需要将转轮装置分为多个分区，例如18分区、20分区、24分区等。本领域技术人员也可以根据需要分为其它数量的分区。在一个示例中，分子筛模块的填装数量通过彼此相邻的立柱之间的距离来确定。
在一个示例中，立柱21设计为旋转式立柱。所述驱动装置还驱动所述旋转式立柱旋转。旋转式立柱带动其的一侧的内层分子筛模块22和外层分子筛模块23旋转，即旋转式立柱带动其的沿转轮装置转动的顺时针方向的同侧的或沿转轮装置转动的逆时针方向的同侧的内层分子筛模块和外层分子筛模块同时旋转。也可以说，旋转式立柱带动其的左侧的内层分子筛模块22和外层分子筛模块23同时旋转或带动其的右侧的内层分子筛模块22和外层分子筛模块23同时旋转。本领域技术人员可以根据需要将旋转式立柱设计为可以同时带动两侧的内层分子筛模块和外层分子筛模块同时转动，此时相邻立柱之间需要装填两个内层分子筛模块和两个外层分子筛模块。本领域技术人员可以根据需要进行选择。
在一个示例中，旋转式立柱可以设计成多层旋转式立柱，每层旋转式立柱的设计、以及与相应的内、外层分子筛模块的设计的结构和原理均与立柱21的设计以及与对应的内层分子筛模块22和外层分子筛模块23的设计的结构和原理完全相同，在此不再赘述。
在一个示例中，旋转式立柱可以设计在吸附区和/或脱附区。相邻两层的旋转式立柱之间间隔的距离至少为与相邻两个旋转式立柱之间的间距，例如还可以是相邻两个旋转式立柱之间的间距的2倍。本领域技术人员可以根据实际的内层分子筛模块和外层分子筛模块以及立柱的设计来进行相应的设计和调整。本示例仅是一种说明性示例，本领域技术人员不应当理解为对本发明的一种限制。
在一个示例中，旋转式立柱的转速可以设计为与转轮装置20相同的转速，例如2-4转/小时。也可以设计成与转轮装置20转速不同的转速，例如12转/小时、1转/小时。本领域技术人员可以根据风量、根据对分子筛模块吸附挥发性有机物的饱和度等进行相应的设计。例如，随着分子筛模块中所吸附的挥发性有机物量逐渐增大，可以将分子筛模块中的挥发性有机物浓度的信号传递给控制模块(未示出)，该控制模块将该减慢转速的信号传递给驱动装置，由此逐渐减慢旋转式立柱的转速。本领域技术人员可以根据实际需要进行相应的调整。
在一个示例中，顶部圆盘24和底部圆盘25的形状设置为圆环形。陶瓷换热器14与转轮装置20之间还设置有换热管道15。换热管道15的第一端与第二出气口13连接，第二端插入转轮装置20的内腔中。在换热管道15的第二端的端口外缘设置有滑轨(未示出)，相应地在顶部圆盘24和底部圆盘25的内表面处分别沿顶部圆盘24和底部圆盘25的圆周方向设置有与该滑轨相配合滑动连接的凸缘(未示出)，即换热管道15的第二端的端口外缘的上侧的滑轨与顶部圆盘24的凸缘滑动连接，同样地换热管道15的第二端的端口外缘的下侧的滑轨与底部圆盘25的凸缘。这样使得当转轮装置20在高速转动时，换热管道15将不会与转轮装置20同时转动，由此实现了换热管道15在转轮装置20中位置是固定的。
本领域技术人员可以知道，根据转轮装置的实际应用，也可以将滑轨设计在顶部圆盘24的内表面和/或外表面，也可以将滑轨设计在底部圆盘25的内表面和/或外表面。相应地，凸缘可以设计在换热管道15上。本领域可以根据需要进行相应的选择，只要能够实现换热管道15与顶部圆盘24和底部圆盘25滑动连接即可。
在一个示例中，换热管道15中设置有轴流风机18、加热器19(例如电加热套管)和温度传感器(未示出)。轴流风机18靠近陶瓷换热器14设置，加热器19靠近所述第二出气口13设置。
轴流风机18将陶瓷换热器14中换热后的换热介质抽出，此时温度传感器感测换热管道15中的换热介质的温度。当温度传感器感测到换热介质的温度较低时，例如温度低于200℃时，温度传感器将信号传递至电加热套管，此时电加热套管启动并开始加热换热管道15中的换热介质。当温度高达200℃～300℃时，温度传感器将信号传递至电加热套管，此时电加热套管停止加热。之后换热管道15将加热后的换热介质输送至脱附区，由此实现了转轮吸附-脱附自运转过程。本领域技术人员可以明白，加热器还可以设计为其它加热的装置或构件，只要能够实现对换热介质加热即可。
在一个示例中，换热管道15的第二端中的换热介质经过与该换热管道15的第二端相对应的内层分子筛模块22的部分以及外层分子筛模块23的部分共同构成了脱附区，其余为吸附区。在使用时，转轮装置20转动，此时对应于换热管道的第二端的分子筛模块即位于脱附区，此时分子筛模块进行脱附处理。随着转轮装置20的转动，多个分子筛模块依次离开脱附区，进入吸附区，每个分子筛模块对废气进行循环吸附处理。在一个示例中，吸附区和脱附区的风速低于4米/秒。
在一个示例中，吸附转轮还设计有吸附区出气口16和脱附区出气口17。吸附区出气口17从转轮装置20的内腔中沿其纵长方向向上延伸至壳体10外。脱附区出气口17将脱附区中的脱附后的气体排出吸附转轮100，且该脱附区出气口17沿吸附转轮100的纵长方向延伸至壳体10外。在使用中，当挥发性有机物废气进入吸附区后，分子筛模块将该废气中的挥发性有机物成分吸附浓缩，将获得的洁净气体从转轮装置20的中心位置处的吸附区出气口16排空，当分子筛模块转动到脱附区时通过换热介质进行脱附，由此达到浓缩效果。之后该脱附区的换热介质从脱附区出气口17排出到之后的催化流化床或催化剂反应床进行集中处理。
在一个示例中，吸附区占所述至少一层分子筛模块中的所有分子筛模块的四分之三，所述脱附区占所述至少一层分子筛模块中的所有分子筛模块的四分之一。本领域技术人员可以明白，吸附区与脱附区的大小可以根据实际需要进行相应地调整，例如吸附区占三分之二，脱附区占三分之一等。在一个示例中，脱附区中设置有用于保温的保温板(未示出)。例如可以设置在换热管道的另一端的端口处的内壁上。
在一个示例中，在转轮装置的内腔中设置有移动推杆装置(未示出)和浓度传感器(未示出)。浓度传感器的探头朝向吸附区的分子筛模块设置。根据实际运行工况使用一段时间后，浓度传感器感测到内腔中的洁净气体中的挥发性有机物浓度高于10mg/m3时，此时分子筛模块已经达到吸附饱和的态，浓度传感器将信号传递至移动推杆装置(即信号连接)，移动推杆装置将内层分子筛模块推放在外侧位置，并将传送入内腔中的新的分子筛模块放到内侧位置，这样可以达到自动更换分子筛模块。
参见图3，所述预处理过滤装置200包括预处理进气口210、粗效过滤棉220和中效过滤布袋230，所述粗效过滤棉220设置在不锈钢网框(未示出)上，所述中效过滤布袋230设置在所述粗效过滤棉220的后端，粗效过滤棉220和中效过滤布袋230均设置在壳体240内。可以理解，可以根据挥发性有机物废气含尘量以及除尘要求来决定是否要串联设置中效过滤布袋230，以进行进一步的除油和除尘。粗效过滤棉220用于滤除颗粒粒径大于10微米的杂质，中效过滤布袋用于滤除颗粒粒径0-10微米的杂质。
具体地，例如高浓度的挥发性有机物废气经过预处理进气口210进入预处理过滤装置200依次经过粗效过滤棉220、中效过滤布袋230、进行除尘和除油处理后形成预处理过滤后的挥发性有机物废气，此时，温度高达80℃～200℃废气从废气进气口11进入陶瓷换热器14并在此处进行热量交换。换热后的废气温度降至30℃～60℃，并通过第一出气口12进入转轮装置20中。当挥发性有机物废气进入吸附区后，分子筛模块22、23将该废气中的挥发性有机物成分吸附浓缩，获得的洁净气体被从转轮装置20的中心位置处的吸附区出气口16排空，当分子筛模块转动到脱附区时通过来自陶瓷换热器14和/或催化剂反应床317的换热介质(换热气体或废气，陶瓷换热器14中的换热气体可以是洁净的空气或经过本发明的净化系统处理后达标的废气)进行脱附，由此达到脱附和浓缩效果。之后该脱附区的换热介质从脱附区出气口17排出到之后的催化反应器中进行催化燃烧处理。
催化反应器300包括热风出气口310、回收废气出口311、催化反应器进气口(或浓缩废气进气口)312、导热管313、补风管314、变频风机315、催化剂反应床317、电加热管318。
脱附区出气口17与催化反应器的催化反应器进气口312相连，而该催化反应器进气口312又与包含导热管313的预热室316连通，所述经吸附浓缩后的挥发性有机物废气(即来自脱附区的换热介质)进入预热室316中，之后与导热管313内的高温烟气(来自催化反应床317，将在下文进行详述)进行热交换以进行预热；经预热后的废气在催化剂反应床317上燃烧以产生高温烟气，之后高温烟气经过导热管313，并在烟囱中的变频风机315的作用下，高温烟气中的达标的一部分通过热风出气口310直接排放，高温烟气中的另一部分通过第二换热管道15’引入吸附转轮100的脱附区中。其中，第二换热管道15’的一端与换热管道15的第二端相连，另一端与预热室316相连。如图3所示，预热室316内的空间通过两个隔离壁分割成三个区域，从催化反应器进气口312进入的废气经过蜿蜒的路径最终进入到催化剂反应床317中。蜿蜒的路径设置目的在于进行充分的预热，具体的布置方式不限于图3所示的形式。经催化燃烧后的废气(即高温烟气)经过导热管313返回到预热室316最左端的隔室中，该最左端的隔室上端催化反应器进气口312。
在一个示例中，所述高温烟气的一部分直接排放到烟囱最终排放到大气中，所述高温烟气的另一部分作为换热介质经由回收废气出口311流入吸附转轮100中的脱附区中。可以理解，因为吸附转轮100内设置了陶瓷换热器14，陶瓷换热器14内的换热介质可以实现脱附区中挥发性有机物的脱附，因此可以选择是否还将高温烟气中的一部分作为换热介质用于脱附挥发性有机物。当然，也可以同时使用来自陶瓷换热器14和催化反应床317的气体两者作为换热介质或换热气体。
在催化反应器300中，电加热管318用于实现对催化剂反应床317升温以进行催化燃烧。变频风机315用于将催化燃烧后的达标的气体通过热风出气口310排放到大气中。补风管314的一端设置在烟囱的外侧，另一端沿着烟囱的径向方向贯穿烟囱，并与预热室316联通。该补风管314用于实现对将要排放到热风出气口310和回收废气出口311的废气进行补充大气以将它们的温度降低至期望值。回收废气出口311设在烟囱上并且位于补风口的上侧。
在本发明的还一个实施例中，所述筒式沸石分子筛模块是13X分子筛构成的模块，所述13X分子筛可以由粉煤灰在酸法提铝过程中产生的白泥制作而成，也可以是有下述的方法制备而成。经过上述方法把13X分子筛制成模块化的设计，制备成本低廉，既实现节能环保效果，又为粉煤灰高附加值利用开发新途径，并且易更换，方便运输，比热容小，吸纳热量少，浓缩倍率高，净化效率高，运行稳定，能耗低，无二次污染产生等优点。
所述酸法提铝过程的具体步骤如下：
将粉煤灰、煤矸石和硅藻土固体废弃物中的任一种或多种混合物粉碎筛分干燥得到原料，将原料经盐酸酸浸过滤得到富铝液和提铝残渣。将提铝残渣经氢氧化钠碱溶过滤得到富硅液和剩余渣料，然后将富硅液和富铝液微波加热晶化成型得到一种类型的13X型分子筛产品，具有生产效率高、能耗低、成本低廉，无二次污染等优点。
首先，获取粉煤灰、煤矸石或硅藻土等富含硅、铝的固体废弃物，并测定粉煤灰、煤矸石或硅藻土中的SiO2和Al2O3含量。
按照SiO2和Al2O3质量比为(2～8):1取适量粉煤灰、煤矸石或硅藻土固体废弃物中的任一种或多种混合物作为原料，在70～90℃干燥10～14小时后粉碎，通过200目筛子筛分得到筛下物，即为粗料，粗料颗粒粒径小于等于74mm。
将粗料加入酸浸罐，按照粗料与无机酸的质量比为1:(2～4)加入适量盐酸对粗料进行2～4小时的酸浸得到酸浸产物，将酸浸产物过滤分别得到富铝液和提铝残渣。
将上述提铝残渣加入碱熔罐，按照提铝残渣与水、氢氧化钠的质量比为1:(5～10):(0.2～0.8)加入适量水和氢氧化钠对提铝残渣进行碱熔得到碱熔产物，将碱熔产物过滤分别得到富硅液和剩余渣料。
将上述富硅液和富铝液按照质量比为(10～60):1混合均匀，并通过微波加热晶化成型，微波加热晶化成型温度选用80℃～95℃，晶化成型时间10～14小时，即得到13X型分子筛产品。
调控原料SiO2和Al2O3的质量比保证13X型分子筛产品高纯度与结晶度，微波磁化作用增大分子筛比表面积，使孔道分布规整均一。为粉煤灰、煤矸石和硅藻土固体废弃物高附加值利用开发新途径，提高资源利用效率，实现节能减排效果。
另外，13X分子筛还可以将粉煤灰在不采用溶液的情况下通过氢氧化钠、晶种等直接在空气中研磨制成。
具体地，如图4所示，该13X分子筛的制备方法包括以下步骤：
(1)将循环流化床粉煤灰用磁选机磁选去除杂质铁、洗涤、过滤、烘干，得到粉煤灰原料；
(2)将该粉煤灰原料与氢氧化钠、硅源、铝源、13X分子筛晶种、硬模板混合，之后通过研磨得到混合料；
(3)将该混合料在80～98℃的范围内晶化15～24小时，得到晶化产物，之后冷却该晶化产物就得到了13X分子筛的初品；
(4)将该初品在500～600℃的温度范围内煅烧4～8小时得到煅烧产物，待该煅烧产物冷却后，进行洗涤并过滤，之后在温度为50～70℃的范围内烘干10～15小时，就得到了13X分子筛。
如图5所示，通过本发明所提供的13X分子筛的制备方法在制备过程中具有较高的结晶度，且得到的产品纯度高，并能够很明显地看出为典型的13X型结构。
在一个示例中，步骤(1)中为粉煤灰原料的制备，所采用的循环流化床粉煤灰中的粉煤灰原料的质量百分比的范围为66％～85％，且粉煤灰原料为循环流化床粉煤灰。洗涤采用的是去离子水，这样可以去除粉煤灰中未燃尽碳和可溶性盐，过滤后在烘箱中90℃～120℃，烘干5～8小时，优选温度为110℃，时间为6小时。
在一个示例中，步骤(2)为混合料的制备，混合料的粒径应当小于等于74μm。在得到的混合料中，氢氧化钠的质量百分比为5％～15％。硅铝比的范围为3～11，13X分子筛晶种的质量百分比为8％～15％，硬模板的质量百分比为2％～5％，且研磨时将混合在一起的粉煤灰原料、氢氧化钠、硅源、铝源、13X分子筛晶种和硬模板在空气中用研钵研磨10～15分钟，不需要任何溶液。
在一个示例中，硅源包括硅酸钠、硅胶或白炭黑中的任一种或它们的组合。也就是说，硅源可以为硅酸钠、硅胶和白炭黑中的任一种；也可以为硅酸钠与硅胶的组合、硅胶与白炭黑的组合、硅酸钠与白炭黑的组合、或者硅酸钠、硅胶和白炭黑的组合。只要能够满足硅源的质量百分比的范围为0～15％即可。本领域技术人员可以根据实际需要进行相应的选择。
在一个示例中，铝源包括拟薄水铝石、偏铝酸钠或氢氧化铝中的任一种或它们的组合。换句话说，铝源可以为铝源包括拟薄水铝石、偏铝酸钠和氢氧化铝中的任一种；也可以为拟薄水铝石和偏铝酸钠的组合、拟薄水铝石和氢氧化铝的组合、偏铝酸钠和氢氧化铝的组合、或拟薄水铝石、偏铝酸钠和氢氧化铝的组合。只要满足在加入化合物或组合物后保证混合料中的硅铝比的范围为3～11即可。本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择。
在一个示例中，硬膜板包括炭黑、碳纳米管、多孔碳中的任一种或它们的组合。即，硬模板可以是炭黑、碳纳米管、多孔碳中的任一种；也可以是炭黑与碳纳米管的组合、炭黑与多孔碳的组合、碳纳米管与多孔碳的组合、或炭黑、碳纳米管和多孔碳的组合。本领域技术人员可以根据实际需要进行相应的选择。只要能实现13X分子筛具有介孔-微孔即可。
在一个示例中，步骤(4)为13X分子筛制备，将13X分子筛的煅烧产物采用去离子水洗涤，再过滤，这样就去除了硬模板。之后在烘箱中烘干，优选烘干温度为60℃，烘干时间优选为12小时，这样就得到了具有介孔-微孔结构的13X分子筛。
下面通过实施例分别说明本发明13X分子筛的制备方法以及根据该制备方法所得到的13X分子筛。
实施例1
本实施例中，首先将含有一定硅铝比的适量循环流化床粉煤灰进行磁选除铁，之后加入去离子水洗涤去除粉煤灰中的漂浮物，并过滤去除该粉煤灰中的可溶盐，之后在烘箱中110℃烘干6小时，即可得到粉煤灰原料。然后，按质量百分比为70％的粉煤灰原料、10％的氢氧化钠、7％的硅酸钠、2％的氢氧化铝、8％的晶种和3％的硬模板的比例混合研磨均匀后置于反应釜中，在烘箱中以95℃晶化16小时得到晶化产物，之后冷却该晶化产物得到初品。将该初品在马弗炉中以550℃煅烧6小时。最后，用去离子水洗涤数次，过滤以去除硬模板，在烘箱中60℃烘干12小时，既得最终产品具有介孔-微孔结构的13X型分子筛。
如图5-7所示，可以看出13X分子筛具有典型的13X型结构，且纯相和结晶度均较高。
实施例2
本实施例中，首先将含有一定硅铝比的适量循环流化床粉煤灰进行磁选除铁，之后加入去离子水洗涤去除漂浮物，并过滤去除可溶盐，再在烘箱中110℃烘干6小时，既得粉煤灰原料。然后，按质量百分比为78％的粉煤灰原料、10％的氢氧化钠、7％的硅酸钠、2％的氢氧化铝和3％的硬模板的比例混合研磨均匀后置于反应釜中，在烘箱中95℃晶化16小时，冷却晶化产物得到初品。将初品在马弗炉中550℃煅烧6小时。最后，用去离子水洗涤数次，过滤，在烘箱中60℃烘干12小时，既得最终产品多级孔13X型分子筛。
相较于实施例1，在本实施例2中没有加入晶种。使得由于缺乏晶种导向剂，如图8的扫描电镜图所示，得到的产品虽为纯相，但是结晶度并不高。
实施例3
本实施例中，首先将含有一定硅铝比的适量循环流化床粉煤灰进行磁选除铁，加去离子水洗涤去除漂浮物，过滤去除可溶盐，在烘箱中110℃烘干6小时，既得粉煤灰原料。然后，按质量百分比为77％的粉煤灰原料、12％的氢氧化钠、8％的晶种和3％的硬模板的比例混合研磨均匀后置于反应釜中，在烘箱中95℃晶化16小时，冷却晶化产物得到初品。将初品在马弗炉中550℃煅烧6小时。最后，用去离子水洗涤数次，过滤，在烘箱中60℃烘干12小时，既得最终产品多级孔13X型分子筛。
相较于实施例1，在本实施例3中，不额外添加硅/铝源的情况下，由于粉煤灰中硅铝比的限制(即粉煤灰中的硅铝比不在3～11的范围内)，如图9的扫描电镜图所示，该产品中具有4A分子筛，存在杂相，同时结晶度并不高。
实施例4
本实施例中，首先将含有一定硅铝比的适量循环流化床粉煤灰进行磁选除铁，加去离子水洗涤去除漂浮物，过滤去除可溶盐，在烘箱中110℃烘干6小时，既得粉煤灰原料。然后，按质量百分比为74％的粉煤灰原料、10％的硅酸钠、5％的氢氧化铝、8％的晶种和3％的硬模板的比例混合研磨均匀后置于反应釜中，在烘箱中95℃晶化16小时，冷却晶化产物得到初品。将初品在马弗炉中550℃煅烧6小时。最后，用去离子水洗涤数次，过滤，在烘箱中60℃烘干12小时，既得最终产品多级孔13X型分子筛。
相较于实施例1，在本实施例中未加碱，如图10的扫描电镜图所示，得到的产品基本不成型，即没有分子筛结构。
实施例5
本实施例中，首先将含有一定硅铝比的适量循环流化床粉煤灰进行磁选除铁，加去离子水洗涤去除漂浮物，过滤去除可溶盐，在烘箱中110℃烘干6小时，既得粉煤灰原料。然后，按质量百分比为75％的粉煤灰原料、10％的氢氧化钠、2％的硅酸钠、2％的氢氧化铝、8％的晶种，3％的硬模板的比例混合研磨均匀后置于反应釜中，在烘箱中95℃晶化16小时，冷却晶化产物得到初品。将初品在马弗炉中550℃煅烧6小时。最后，用去离子水洗涤数次，过滤，在烘箱中60℃烘干12小时，既得最终产品多级孔13X型分子筛。
相较于实施例1，在本实施例中设置了较低的硅铝比(可以从实验数据看出，该硅铝比不在3～11的范围内)，如图11和图12的扫描电镜图所示，得到的产品为其他类型晶体(即未制出13X分子筛)，且存在杂相。
根据本发明的用于处理挥发性有机物的净化系统具有以下优点中的至少一个：
(1)本发明提供的净化系统的吸附转轮具有设计紧凑，结构简单，占地面积小，通过余热回收维持装置自运转，能量利用效率高等特点；
(2)本发明提供的净化系统的吸附转轮中吸附材料分子筛具有可以模块化组装易更换，方便运输，比热容小，吸纳热量少，浓缩倍率高，吸附效率高，运行稳定，能耗低等优点；
(3)本发明提供的净化系统的吸附转轮中的多层分子筛模块的设计提高了对挥发性有机物的吸附效率；
(4)本发明提供的净化系统的吸附转轮中对换热管道的设计提高了利用回收热量对分子筛模块进行脱附的效率；
(5)本发明提供的净化系统的吸附转轮中采用移动推杆装置与浓度传感器的配合可以实现自动更换分子筛模块，避免了人工在高温中更换分子筛模块的危险；
(6)本发明提供的净化系统的13X分子筛针对循环流化床粉煤灰制备分子筛，不需要焙烧活化环节；
(7)本发明提供的净化系统的13X分子筛通过不使用溶液制备分子筛，分子筛产率高，晶化釜利用率高，合成压力低和环境污染小；
(8)本发明提供的净化系统的13X分子筛具有微孔-介孔结构，极大地提高了传质效率；
(9)本发明提供的净化系统的13X分子筛制作简单、成本低以及污染小，拥有良好的推广优势。
(10)本发明提供的净化系统的13X分子筛的制备方法及13X分子筛采用大宗固废粉煤灰为原料进行制备，既提高了大宗固废的增值利用率、拓展了固废的综合利用途径，又有效降低制备成本，达到“变废为宝”的效果。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
