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要做好印刷業VOCs治理,首先應制定一個目標,才能找到解決的辦法。經過多年來行業專家的討論研究,認為印刷業有機廢氣(VOCs)處理技術的評價應當從下面幾個方面考慮:
(一)經過處理后,排放達標。
各地要求不通,有30mg/m3、50mg/m3、80mg/m3、100mg/m3、120mg/m3。對凈化率的要求在99%以上。達標與否由第三方檢測公司出具檢測結果。
(二)要持續達標。
隨著時間的持續,排放不斷增加而出現超標是不行的。要經得起第三方在線監測。
(三)
利用能源回收技術,為印刷涂布設備提供熱能,使企業產品成本降低。同時幾年內收回投資成本。
(四)
運行費用要低。如果經常更換介質,如活性炭、紫外燈管、催化劑、設備關鍵就會使企業投入無限的費用。
(五)
解決無組織廢氣對環境的危害。
三、方法
下面分析一下行業內常見的處理技術。
一是收集法,利用VOCs的物理性質通過吸附或冷凝技術將廢氣抓取收集,此種方法的凈化率較低,只有30%~90%。隨著設備運行時間的延長,處理效率快速下降,回收的VOCs更是轉變成危險品,處理難度大、處理費用高。早期上馬的在退出,也有企業還在繼續上馬。
二是分解法,利用紫外線、微生物或等離子方式將VOCs進行催化分解,60%~90%的分解效率仍然是此種方法的瓶頸,隨著時間的推移,分解效率每天都在下降。由于印刷行業中廢氣成分復雜,針對不同類型的廢氣其分解要求不一,單一的分解法無法滿足目前VOCs治理的要求。
三是燃燒法,燃燒法是國際通用的 *可靠方法。煤與生物質直接燃燒法因排放問題已經被叫停。而RTO氧化燃燒法作為歐美、日韓是在軟包裝行業、涂布行業通用的方法,凈化率高,熱效率高。RTO氧化燃燒法高達99%~99.5%,是燃燒法中效率 *高的一種處理方式。
四、RTO系統特點
RTO(有機廢氣氧化焚燒系統)包含傳統的三床式RTO和旋轉式RTO。
1、旋轉式RTO特點
旋轉式RTO對設備的風壓波動小于25Pa,徹底解決了設備運行過程中料膜的張力波動。
旋轉式RTO廢氣連續導入燃燒室,消除了床式RTO開關動作出現的1%廢氣泄漏問題,凈化率達到99%以上。
旋轉式RTO由于體積小,散熱少,熱效率明顯提高。能有更多的熱能提供給印刷涂布設備。
旋轉閥閥體的壽命在二十年以上。
三重安全防爆設計。出現溶劑總量過量時,首先補加新風;出現溫度飆升時安全閥自動打開;還有金屬安全膜自動爆裂。這是恒君環??萍加邢薰痉乐筊TO產生爆炸、保證設備安全運行的關鍵技術。
2、旋轉式RTO結構
旋轉式RTO的結構分為驅動區、分配區、蓄熱區、燃燒區和排放區幾大部分。其中分配區的廢氣旋轉分配閥是RTO設備的核心部件,通過分配閥平穩旋轉將廢氣均勻地輸送到蓄熱區不同的扇區中,保證廢氣管道中氣體壓力的平穩,不會對上游生產設備的各項工藝指標造成任何影響。作為關鍵部件的分配閥,對精度、密封性及壽命都有嚴格的要求。
旋轉式RTO工作時,首先利用天然氣預熱加熱區,達到800℃時,再利用溶劑分解氧化產生的熱量維持運轉。排出的大量熱能經熱交換器輸送到印刷涂布設備,使原有的設備加熱系統不再消耗能源。節約的成本可使RTO投資在3~5年內收回。
下表為某公司設備使用RTO供熱與原來使用兩種鍋爐供熱成本對比
五、VOCs廢氣收集與濃縮
旋轉式RTO工作時,當廢氣濃度達到2g/m3時,廢氣自身分解產生熱量,RTO燃燒室不再需要天然氣加熱。當廢氣濃度達到2.5g/m3以上時,多余的熱量就可以供給印刷涂布設備使用。當濃度不足時,通過減風增濃技術減少進風量和排風量,讓干燥系統內部熱空氣多循環幾遍來提高濃度,同時提高干燥風的風速,就能保證干燥速度和溶劑殘留不超標。系統需要的新風采集于無組織氣體重點區域,所有烘箱均為負壓狀態,配合地排風的合理布置,可有效降低車間異味。
在印刷機熱風系統中,有一個二次回風結構,它的本來作用是回用排出廢氣的熱能,在印刷物殘留溶劑不超標的前提下,盡量加大二次回風以降低印刷機的加熱成本。而這種方法恰恰實現了減風增濃的目的。當新風管、回風管、排風管風閥調節適當時,就能產生很好的節能和增濃效果。在此基礎上出現了幾種專門進行減風增濃的方法,單色組二次回風LEL濃度檢測控制法、整機回風循環法(ESO)、整機回風循環加濃度檢測控制法(并聯LEL),另外還有沸石轉輪濃縮法、空氣能熱泵二次回風法、干復機烘箱串風法,這些方法目前都有安裝或使用。減風增濃的效果主要看減風增濃后的廢氣濃度是否在2~6g/m3之間,車間無組織氣體是否減少。
六、無組織氣體管控
車間的無組織氣體主要來源于包裝印刷單元處溶劑的揮發、烘干箱干燥風的外溢、管道的泄漏。
為了阻止包裝印刷單元揮發,一般采用油墨槽遮蓋密封的方法。如果使用一次性鍍膜電雕淺版,就可以使用密封雙刮刀,使油墨在密封的回路中循環,減少揮發和溶劑用量。
烘干箱熱風外溢問題,在原理設計上一般排風量會稍大于進風量,使烘干箱形成微負壓。同時改變進出料口的風刀的方向,防止在風力沖擊下沖出進出料口。這個需要檢查,有必要時調整風機速度和各管路的風門大小。另外,印刷機熱風廢氣系統部分管道中存在正壓力,是造成廢氣循環時泄漏的主要原因,結構密閉性一定要好。在進行減風增濃時,新風的來源應盡量采集于溶劑揮發嚴重的區域。
對設備進行分區隔離,主要是把包裝印刷部分、熱風部分、天橋烘干箱部分用輕質裝修板材做成密閉包廂形式。密閉包廂內的無組織氣體,可以作為新風利用 *終被送往RTO燃燒。為了達到 *佳狀態,還有兩條路可走,一是采用沸石轉輪對無組織氣體進行濃縮,送RTO燃燒。沸石轉輪處理過的常溫氣體返回車間,保持車間壓力狀態。對低濃度無組織氣體沸石轉輪的凈化率完全能做到。二是采用沸石轉輪把無組織氣體和有組織氣體進行濃縮,經過噴淋塔送RTO燃燒。