1 / 12國內外沸石轉輪技術研發的現狀和趨勢
1 、*現狀和趨勢
自上世紀 60年代起，歐美等國家內已出現吸附富集-脫附濃縮-
蓄熱催化氧化后處理技術的應用，德國的 Dürr 公司、美國 Megtec、
Enguil 公司和加拿大 Biothermica 公司等，在行業中占有絕大部分
市場。作為整體技術的核心材料，吸附劑品質的提升及其利用方式的
改進對提升廢氣治理水平有顯著幫助。瑞典人 CarlMunters 創新性的
提出將吸附材料做成具有蜂窩狀結構的轉輪用于分離過程的概念，并
于 1974 年申請了。1986 年，瑞典 Munters 公司將蜂窩狀沸
石轉輪用于 VOCs 廢氣處理。1988 年，日本株式會社西部技研公司將
加工成波紋形和平板形的陶瓷纖維紙用無機黏合劑粘結在一起后卷
成具有蜂窩狀結構的轉輪，然后將疏水性沸石涂覆在蜂窩狀通道的表
面得到吸附轉輪，并將其成功用于 VOCs 凈化處理。此外，日本霓佳
斯公司的相關產品也代表當前世界的*水平。目前在日本、美、歐
等國和中國臺灣地區，轉輪吸附濃縮技術在低濃度、大風量工業有機廢氣
的治理得到了普遍應用。總體上來看，沸石吸附轉輪的生產技術還掌
握在國外企業手中，主要有瑞典的 Munters 公司、瑞典 DST 公司、瑞
典 ProFlute 公司、日本株式會社西部技研、日本霓佳斯（NICHIAS）
公司、日本 Daikin（大金）公司、美國 atea-WKUSA 等。
轉輪濃縮后的 VOCs 采用的燃燒技術中、、最*
的治理技術是氧化燃燒技術和催化燃燒技術。其中，催化燃燒技術能
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使 VOCs 在較低溫度下發生氧化反應，有效降低設備運行功率。在催
化燃燒技術的基礎上增加陶瓷蓄熱體與余熱再利用系統即為蓄熱式
催化燃燒技術（簡稱 RCO），能夠顯著節能降耗。上世紀日本三菱公
司設計利用移動閥切換的蓄熱裝置，采用了具有高蓄熱能力的陶瓷蜂
窩體，并進行了實際應用。除了對設備工藝的持續改進，催化劑的研
發也是影響廢氣處理的關鍵內容。國外研究者已報道了一系列 Pd、
Au、Ce、Al2O3 負載的 Pt 等不同金屬催化劑用于 VOCs 催化燃燒降解
的實驗結果。德國的 SüD-Chemie 公司是目前開發 VOCs 氧化降解催化
劑較為成功的企業之一。
雖然少數國外公司掌握了沸石濃縮轉輪的關鍵技術，但濃縮系統
與氧化系統優化匹配方案仍然有待完善，并且國外相關產品價格昂
貴，限制了此技術在國內涂裝、汽車噴涂等行業的大規模推廣應用。
2 、國內技術現狀和趨勢
國內的沸石吸附濃縮設備起步較晚，生產企業多以組裝、代理為
主要經營模式，作為設備核心的沸石吸附單元基本依賴進口，國外具
有生產技術的企業也在國內相繼設立設備組裝廠。不過，國內現有的
沸石轉輪成型及制備技術水平與國外的差距正在逐步縮小。截止目
前，國內已有多家高校及科研院所的研發團隊對沸石轉輪進行了相關
研究，包括華南理工大學、浙江大學等。但是，想要達到并超越國外
同類產品，就需要創新性研發轉輪制備工藝，形成具有自主知識產權
的轉輪制備技術。
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近年來，我國在催化燃燒技術發展方面已經趨于成熟，國內已有
工業應用及推廣的實例。對催化燃燒技術而言，采用蜂窩狀全效換熱
器回收低品位熱源、進一步優化系統的結構設計及實現標準化、模塊
化設計是未來的發展趨勢，代表性企業包括青島華世潔環保科技有限
公司、北京創導奧福精細陶瓷有限公司、福州嘉園環保股份有限公司
等。
目前國內有關工業有機廢氣的相關的技術規范有：《揮發性有機
物（VOCs）污染防治技術政策》、《吸附法工業有機廢氣治理工程技
術規范》、《催化燃燒法工業有機廢氣治理工程技術規范》，系列標
準有：《HJ/T4389-2007 工業廢氣催化凈化裝置》、《HJ/T386-2007
工業廢氣吸附凈化裝置》、《HJ/T387-2007 工業廢氣吸收凈化裝置》、
《GB20101-2006涂裝作業安全規程有機廢氣凈化裝置安全技術規定》
等。但截至目前，仍然沒有沸石吸附轉輪裝置及沸石吸附蓄熱催化氧
化耦合裝置等相關技術規范、制造標準和產品技術要求發布。隨著技
術的不斷完善及涂裝行業 VOCs 治理市場的日益擴大，亟需制定相應
的標準、規范。
總而言之，國內已經開展了相關的技術研究，具有較好的研究基
礎，但是在核心材料研發、系統化集成、示范工程應用等方面有待突
破。綜合水平的提高乃至超過水平，對提升國內涂裝等行業
大風量、中低濃度 VOCs 治理水平及裝備水平有顯著幫助，促進國內
工業有機廢氣治理行業的發展。
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用于 VOCs 處理的沸石轉輪技術研究
VOCs（volatile organic compounds），揮發性有機化合
物，是指會產生危害的那一類揮發性有機物，是空氣中普遍存在
且組成復雜的一類有機污染物的統稱。
VOCs 對大氣造成的危害主要有：（1）部分具有毒性和致癌
性，危害人體健康；（2）VOCs 中的碳氫化合物與氮氧化合物在
紫外線的作用下反應生成臭氧，可導致大氣光化學煙霧事件發
生，危害人類健康和植物生長；（3）參與大氣中二次氣溶膠的
形成，二次氣溶膠多為細顆粒，不易沉降，能較長時間滯留在大
氣中，對光線的散射力較強，能顯著降低大氣能見度。目前我國
大部分城市大氣環境已呈現區域性霾污染、臭氧及酸雨等三大復
合型污染特點，而 VOCs 是極重要的助推劑之一。
一、 VOCs 處理技術
VOCs 對環境的極大危害和對人體健康的嚴重威脅，引起了
的高度重視。VOCs 的治理在我國已是刻不容緩，目前 VOCs
的處理技術主要分為兩大類：
（1）在源頭上進行控制，具體是指在生產環節上防止或減
少 VOCs 排放的措施，是治理有機廢氣污染的方法。但由于
技術水平的限制，會不可避免地向環境中排放和泄漏不同濃度的
有機廢氣，實現難度較大。
（2）在生產末端控制并消除 VOCs 的治理方法，可分為回收技術
和銷毀技術兩類。回收技術是采用物理方法將 VOCs 回收的非破
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壞性方法，主要有活性炭吸附法、冷凝法、膜處理法等。此類方
法不僅能有效控制 VOCs 的排放，而且回收利用能夠節約資源，
帶來經濟效益，目前越來越受到人們的關注。銷毀技術即通過化
學或生物反應過程使 VOCs 廢氣氧化分解為無毒或低毒物質的破
壞性方法，主要技術有燃燒、光催化降解、等離子體技術、生物
降解等。
上述 VOCs 廢氣處理技術是單一處理工藝，須根據 VOCs 廢氣
排放的具體情況和要求，選擇合適的工藝；因為 VOCs 種類繁多、
成分復雜、性質各異，在很多情況下采用一種凈化技術往往難以
達到治理要求，并且很不經濟。利用不同單元治理技術的優勢，
采用組合治理工藝，既可以滿足排放要求，又可以降低設備的運
行費用，沸石轉輪濃縮技術即一種新型組合 VOCs 處理技術。
二、沸石濃縮轉輪技術發展現狀
2.1 *現狀和發展趨勢
20 世紀 60 年代起，歐美等國已出現吸附富集—脫附濃縮—
蓄熱催化氧化后處理技術的應用，其中德國 Dürr 公司，美國
Megtec、Enguil 公司和加拿大 Biothermica 公司等在行業中占
有絕大部分市場。1986 年，瑞典的 Munters 公司將蜂窩狀
沸石轉輪用于 VOCs 廢氣處理。1988 年，日本株式會社西部技研
公司將加工成波紋形和平板形的陶瓷纖維紙用無機黏合劑粘結
在一起后卷成具有蜂窩狀結構的轉輪，然后將疏水性沸石涂覆在
蜂窩狀通道的表面得到吸附轉輪，并將其成功用于 VOCs 的凈化
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處理。目前，沸石濃縮轉輪系統在日本、美國、歐洲等國獲得普
遍使用，就技術而言，沸石吸附轉輪的生產技術還掌握在國外企
業手中。
VOCs 經轉輪濃縮后，再采用氫化燃燒技術和催化燃燒技術
進行燃燒處理。國外對設備工藝進行持續的改進，日本三菱公司
在 20 世紀就設計利用移動閥切換的蓄熱裝置，采用了具有高蓄
熱能力的陶瓷蜂窩體，并實際應用。催化劑也是影響廢氣處理的
關鍵內容，將 Pd、Au、Ce 等金屬催化劑用于催化燃燒降解的實
驗結果在國外已見報道，德國的 SüD-Chemie 公司是目前研究較
為成功的企業之一。目前，國外沸石濃縮轉輪的相關產品價格昂
貴，在我國的 VOCs 廢氣處理中很難大規模應用。
2.2 國內技術現狀和發展趨勢
國內的沸石吸附濃縮設備起步較晚，生產企業多以組裝、代
理為主要經營模式，作為核心的沸石吸附單元基本依賴進口，國
外具有生產技術的企業也在國內相繼設立設備組裝廠。不過，國
內現已有多家高校及科研院所如華南理工大學、浙江大學等對沸
石轉輪進行了相關研究，使得國內現有的沸石轉輪成型及設備技
術水平與國外的差距在逐步縮小。近幾年，我國在催化燃燒技術
方面也已取得較大發展，國內已有工業應用及推廣的實例。對催
化燃燒技術而言，采用蜂窩狀全效換熱器回收低品位熱源、進一
步優化系統的結構設計及實現標準化、模塊化設計是未來的發展
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趨勢。雖然我們已經有了較好的研究基礎，但是在核心材料研發、
系統化集成、示范工程應用等方面還有待突破。
二、 沸石濃縮轉輪技術
沸石濃縮轉輪系統是的的廢氣濃縮技術，沸
石轉輪吸附濃縮裝置采用吸附—脫附—濃縮焚化三項連續程序，
主要用于有機廢氣的治理，特別適用于大風量、低濃度場合。該
吸附裝置以陶瓷纖維為基材，做成蜂窩狀的大圓盤輪狀系統，輪
子表面涂覆疏水性沸石做吸附劑。沸石轉輪吸附濃縮裝置主要由
廢氣預處理系統、分子篩轉輪濃縮吸附系統、脫附系統、冷卻干
燥系統和自動控制系統等組成。轉輪后有后處理系統。其核心技
術是高效吸附分離濃縮過程以及所采用的具有蜂窩狀結構的吸
附轉輪。
3.1 沸石轉輪基本構造
沸石轉輪濃縮區可分為處理區、再生區、冷卻區三部分，濃
縮轉輪在各個區內連續運轉。VOCs 有機廢氣通過前置過濾器過
濾后，再通過濃縮轉輪裝置的處理區。在處理區 VOCs 被吸附劑
吸附去除，凈化后的空氣從濃縮轉輪的處理區排出。吸附在濃縮
轉輪中的有機廢氣 VOCs，在再生區經熱風處理而被脫附、濃縮
到 5～15 倍的程度。濃縮轉輪在冷卻區被冷卻，經過冷卻區的空
氣，加熱后作為再生空氣使用，達到凈化節能的效果。沸石轉輪
結構如圖 1所示。
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3.2 沸石轉輪工藝參數
（1）濃縮比：轉輪通過吸附—脫附以獲得低流量的濃縮氣
體，濃縮比是轉輪性能的一個重要指標，定義為進氣流量與再生
風流量的比值。
（2）轉輪轉速：吸附與脫附在轉輪運行周期中是同步進行
的，兩者互為影響，共同決定轉輪的去除效率，而轉速的大小意
味著吸附和脫附時間長短。
（3）再生風溫度：吸附劑的解析再生存在一個特征溫度，
即清洗溫度，高于該溫度可以獲得更快的解析速率，同時消
耗更小的脫附風量。
沸石轉輪結構的密封是一個非常重要的控制點，密封性不佳
會使得轉輪應用上存在竄風的問題。
三、 結語
沸石轉輪濃縮+催化燃燒進行工業有機廢氣的處理，現在我
國已經廣泛應用于印刷業、半導體制造業、涂裝行業等多個工業
生產領域，但是目前作為核心技術的沸石吸附單元仍依賴于進
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口，使得沸石濃縮轉輪系統在 VOCs 處理的使用中受到了很大限
制。隨著新型吸附劑的開發及我國轉輪制作技術、密封技術的提
高，轉輪吸附技術將會在更大范圍、更多產業中得到應用。
沸石轉輪吸附濃縮原理 -ROTOR
北極星 VOCs在線訊:沸石轉輪是將大風量、低濃度的廢氣濃縮到
高濃度、小風量的廢氣，從而減少設備的投入費用和運行成本，提高
voc 廢氣的高效率處理。在處理大風量、低濃度的廢氣燃燒和回收的
時候，如果沒有沸石轉輪，直接進行燃燒的情況下，廢氣處理設備不
僅體積龐大，而且產生的運行費用也會很龐大。
沸石轉輪基本原理構造
沸石轉輪濃縮區可分為處理區、再生區、冷卻區，濃縮轉輪在各
個區內連續運轉。
VOC 有機廢氣通過前置過濾器后，通過濃縮轉輪裝置的處理區。
在處理區 VOCs 被吸附劑吸附去除，凈化后的空氣從濃縮轉輪的處理
區間排出。
吸附于濃縮轉輪中的有機廢氣 VOCs，在再生區經熱風處理而被
脫附、濃縮到 5-15 倍的程度。
濃縮轉輪在冷卻區被冷卻，經過冷卻區的空氣，再經過加熱后作
為再生空氣使用，達到節能的效果。
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沸石轉輪應用于半導體制造、LCD 液晶制造
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設備特點
1.吸附、脫附效率高。
2.沸石轉輪吸附 VOCs 所產生的壓降極低，可大大減少電力能耗。
3.使原本高風量、低濃度的 VOCs 廢氣，轉換成低風量、高濃度
的廢氣，濃縮倍數達到 5-20 倍，大大縮小后處理設備的規格，運行
成本更低。
4.整體系統采用模組化設計，具備了最小的空間需求，且提供了
持續性及無人化的操控模式。
5.系統自動化控制，單鍵啟動，操作簡單，并可搭配人機界面監
控重要操作數據。
