一、沸石簡述

沸石（shí）是沸石族礦物的總稱（chēng），是一種含水的堿金屬或堿土金屬（shǔ）的鋁矽酸礦（kuàng）石。通常自然界存（cún）在的結晶型矽鋁酸鹽稱為沸石，人工（gōng）合成的稱為分子篩。沸石具有吸附性、離（lí）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（cuī）化劑，也可用於氣（qì）體的幹（gàn）燥、淨化（huà）和汙水（shuǐ）處理等方麵。本文簡單（dān）為（wéi）大家介紹（shào）沸石分子篩吸附原理及（jí）特點。

二、沸石分子篩（shāi）吸附原理

沸石（shí）分子篩的吸附是一種物理變化過程。產生吸附的原因主要是分子引力作用在（zài）固體表麵產生（shēng）的一種“表麵力”，當流體流過時，流體（tǐ）中的一些分子（zǐ）由（yóu）於做不規則運（yùn）動而碰撞到吸附劑表麵，在表麵產（chǎn）生（shēng）分子濃聚，使流體中的這種分子數目減（jiǎn）少，達到分離、清除的目的（de）。由於吸附不發生化學變（biàn）化，隻要設法將濃聚在表麵的分子趕跑，沸石分子篩（shāi）就又具（jù）有吸附能力，這一過程是吸附的逆過程，叫（jiào）解析或再生。由於沸石分（fèn）子篩孔徑均勻（yún），隻（zhī）有當分子動力學直徑小於沸石分子篩孔徑時才能很容易進入晶穴內部而被吸附，所以沸石分子篩對（duì）於氣體和液體分子就猶如（rú）篩子（zǐ）一樣，根據分子（zǐ）的大小來決定是否（fǒu）被吸附。由於沸石分子篩晶（jīng）穴內還有著較（jiào）強的極性，能（néng）與含極性基團的（de）分子在沸石分子（zǐ）篩表麵發生強的作用（yòng），或是通過誘導使可極化（huà）的（de）分子極化從而產生強吸附。這種極性或易極化的分子易被極性沸石分子（zǐ）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（shí）分子篩特（tè）點

沸石（shí）分子篩吸附是利用（yòng）物理吸附，將VOCs吸附到分子（zǐ）篩內部（bù），再通過升高溫度使得VOCs逸出，完成吸附和脫附的全過程。沸石分子（zǐ）篩的（de）吸附主要是選擇（zé）形吸（xī）附，利用吸附質的分子形狀和大小，以及分子極性和不飽和度來進行選擇吸。

1.選擇性吸附

選擇吸附通過對二氧化矽和氧化鋁（lǚ）極有（yǒu）規律的連接，形（xíng）成的沸石分子篩的微孔具有均勻性，使得其吸附具有（yǒu）選擇性。雖然沸石分子篩沒有活性炭或矽（guī）膠、樹脂的吸附物質（zhì）的（de）種類（lèi）廣泛，但（dàn）是目標汙染物的吸附效率大大提高。

2.沸石分子篩特性（xìng）

種類繁多沸石分子篩通過矽氧四麵體或鋁氧四麵（miàn）體通過氧橋鍵相連而形成的分子尺寸大小（通常為0.3nm至2.0 nm）的孔道和空腔體係，從而具有篩分分（fèn）子的特性。氧環通過氧橋連結，形成具有三維空間的多麵體，多麵體有中空的籠，籠（lóng）狀結構是分子篩（shāi）的骨架結構。不同結構的籠再通過氧橋相互聯結形成（chéng）各種不（bú）同結構（gòu）的分子（zǐ）篩。如A型、ZSM-5等。

3.調節吸附能（néng）力

分子篩性能可優化改變（biàn）二氧化矽和氧化（huà）鋁（lǚ）的比例，可以調節分子篩的吸附能（néng）力。高矽沸石分子篩顯著改（gǎi）變其疏水性，同時也（yě）改變了其耐溫性。實現了對VOCs工況的適（shì）應性（xìng）擴（kuò）展。減小高濕（shī）環（huán）境以及環境溫度變化對吸附濃縮效果的影響。

在沸石晶（jīng）體的構造中存在離子（鈉（nà）、鉀、鈣等），通過陽離子的交換，可以改變孔徑，從而實現更高效的吸附目標汙染物。

4.安（ān）全（quán）性

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

四、沸石轉（zhuǎn）輪應用的常見（jiàn）組合工藝

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

盡管目前沸石轉輪係統已經稱為全球公認的高效（xiào）的吸附濃縮技術，也不得（dé）不承認其本身具備一定的局限性。比如廢氣的（de）組分複雜（zá），很多工況難以明細（xì）其廢氣的真實濃度、組分或其濃度、組分具有變（biàn）化性，沸石的應（yīng）變能力就捉襟見肘。

沒有萬能的設（shè）備或工藝，適合的才是最好的。針（zhēn）對大風量（liàng）、低（dī）濃度，連續工（gōng）況，常規VOCs，轉輪的吸附（fù）濃縮是較佳的工藝選擇。隨著沸石分子篩、活性炭（tàn）纖（xiān）維、樹脂等吸附材料的研究與發展，未來市場的VOCs治理工藝更加繁多，優化出合適（shì）工（gōng）況的組合工（gōng）藝，從投資（zī）和運行以及安全綜合解決末端VOCs治理問題。