一、沸石簡(jiǎn)述

沸石是沸石族礦物的總稱(chēng)，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晶型硅鋁酸鹽稱(chēng)為沸石，人工合成的稱(chēng)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”，當流體流過(guò)時(shí)，流體中的一些分子由于做不規則運動(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目減少，達到分離、清除的目的。由于吸附不發(fā)生化學(xué)變化，只要設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)入晶穴內部而被吸附，所以沸石分子篩對于氣體和液體分子就猶如篩子一樣，根據分子的大小來(lái)決定是否被吸附。由于沸石分子篩晶穴內還有著(zhù)較強的極性，能與含極性基團的分子在沸石分子篩表面發(fā)生強的作用，或是通過(guò)誘導使可極化的分子極化從而產(chǎn)生強吸附。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)對二氧化硅和氧化鋁極有規律的連接，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(shù)脂的吸附物質(zhì)的種類(lèi)廣泛，但是目標污染物的吸附效率大大提高。

2.沸石分子篩特性

種類(lèi)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，形成具有三維空間的多面體，多面體有中空的籠，籠狀結構是分子篩的骨架結構。不同結構的籠再通過(guò)氧橋相互聯(lián)結形成各種不同結構的分子篩。如A型、ZSM-5等。

3.調節吸附能力

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

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

4.安全性

安全性還有就是沸石材料本身是不燃物質(zhì)，在應用的安全性上更有保障。

四、沸石轉輪應用的常見(jiàn)組合工藝

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

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

沒(méi)有萬(wàn)能的設備或工藝，適合的才是最好的。針對大風(fēng)量、低濃度，連續工況，常規VOCs，轉輪的吸附濃縮是較佳的工藝選擇。隨著(zhù)沸石分子篩、活性炭纖維、樹(shù)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，從投資和運行以及安全綜合解決末端VOCs治理問(wèn)題。