一、沸石簡(jiǎn)述

沸石是沸石族礦物的總稱，是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦石。通常自然界存在的結(jié)晶型硅鋁酸鹽稱為沸石，人工合成的稱為分子篩。沸石具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能，因此被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑，也可用于氣體的干燥、凈化和污水處理等方面。本文簡(jiǎn)單為大家介紹沸石分子篩吸附原理及特點(diǎn)。

二、沸石分子篩吸附原理

沸石分子篩的吸附是一種物理變化過(guò)程。產(chǎn)生吸附的原因主要是分子引力作用在固體表面產(chǎn)生的一種“表面力”，當(dāng)流體流過(guò)時(shí)，流體中的一些分子由于做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞到吸附劑表面，在表面產(chǎn)生分子濃聚，使流體中的這種分子數(shù)目減少，達(dá)到分離、清除的目的。由于吸附不發(fā)生化學(xué)變化，只要設(shè)法將濃聚在表面的分子趕跑，沸石分子篩就又具有吸附能力，這一過(guò)程是吸附的逆過(guò)程，叫解析或再生。由于沸石分子篩孔徑均勻，只有當(dāng)分子動(dòng)力學(xué)直徑小于沸石分子篩孔徑時(shí)才能很容易進(jìn)入晶穴內(nèi)部而被吸附，所以沸石分子篩對(duì)于氣體和液體分子就猶如篩子一樣，根據(jù)分子的大小來(lái)決定是否被吸附。由于沸石分子篩晶穴內(nèi)還有著較強(qiáng)的極性，能與含極性基團(tuán)的分子在沸石分子篩表面發(fā)生強(qiáng)的作用，或是通過(guò)誘導(dǎo)使可極化的分子極化從而產(chǎn)生強(qiáng)吸附。這種極性或易極化的分子易被極性沸石分子篩吸附的特性體現(xiàn)出沸石分子篩的又一種吸附選擇性。

三、沸石分子篩特點(diǎn)

沸石分子篩吸附是利用物理吸附，將VOCs吸附到分子篩內(nèi)部，再通過(guò)升高溫度使得VOCs逸出，完成吸附和脫附的全過(guò)程。沸石分子篩的吸附主要是選擇形吸附，利用吸附質(zhì)的分子形狀和大小，以及分子極性和不飽和度來(lái)進(jìn)行選擇吸。

1.選擇性吸附

選擇吸附通過(guò)對(duì)二氧化硅和氧化鋁極有規(guī)律的連接，形成的沸石分子篩的微孔具有均勻性，使得其吸附具有選擇性。雖然沸石分子篩沒(méi)有活性炭或硅膠、樹脂的吸附物質(zhì)的種類廣泛，但是目標(biāo)污染物的吸附效率大大提高。

2.沸石分子篩特性

種類繁多沸石分子篩通過(guò)硅氧四面體或鋁氧四面體通過(guò)氧橋鍵相連而形成的分子尺寸大?。ㄍǔ?.3nm至2.0 nm）的孔道和空腔體系，從而具有篩分分子的特性。氧環(huán)通過(guò)氧橋連結(jié)，形成具有三維空間的多面體，多面體有中空的籠，籠狀結(jié)構(gòu)是分子篩的骨架結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)的籠再通過(guò)氧橋相互聯(lián)結(jié)形成各種不同結(jié)構(gòu)的分子篩。如A型、ZSM-5等。

3.調(diào)節(jié)吸附能力

分子篩性能可優(yōu)化改變二氧化硅和氧化鋁的比例，可以調(diào)節(jié)分子篩的吸附能力。高硅沸石分子篩顯著改變其疏水性，同時(shí)也改變了其耐溫性。實(shí)現(xiàn)了對(duì)VOCs工況的適應(yīng)性擴(kuò)展。減小高濕環(huán)境以及環(huán)境溫度變化對(duì)吸附濃縮效果的影響。

在沸石晶體的構(gòu)造中存在離子（鈉、鉀、鈣等），通過(guò)陽(yáng)離子的交換，可以改變孔徑，從而實(shí)現(xiàn)更高效的吸附目標(biāo)污染物。

4.安全性

安全性還有就是沸石材料本身是不燃物質(zhì)，在應(yīng)用的安全性上更有保障。

四、沸石轉(zhuǎn)輪應(yīng)用的常見(jiàn)組合工藝

針對(duì)沸石轉(zhuǎn)輪的應(yīng)用，常見(jiàn)的組合工藝有沸石轉(zhuǎn)輪+燃燒系統(tǒng)（TO/RTO/CO/RCO)，沸石轉(zhuǎn)輪+活性炭固定床吸附+冷凝、沸石轉(zhuǎn)輪+冷凝等。

盡管目前沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)已經(jīng)稱為全球公認(rèn)的高效的吸附濃縮技術(shù)，也不得不承認(rèn)其本身具備一定的局限性。比如廢氣的組分復(fù)雜，很多工況難以明細(xì)其廢氣的真實(shí)濃度、組分或其濃度、組分具有變化性，沸石的應(yīng)變能力就捉襟見(jiàn)肘。

沒(méi)有萬(wàn)能的設(shè)備或工藝，適合的才是最好的。針對(duì)大風(fēng)量、低濃度，連續(xù)工況，常規(guī)VOCs，轉(zhuǎn)輪的吸附濃縮是較佳的工藝選擇。隨著沸石分子篩、活性炭纖維、樹脂等吸附材料的研究與發(fā)展，未來(lái)市場(chǎng)的VOCs治理工藝更加繁多，優(yōu)化出合適工況的組合工藝，從投資和運(yùn)行以及安全綜合解決末端VOCs治理問(wèn)題。