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國內(nèi)包裝印刷行業(yè)應(yīng)如何進行VOCs減排

2017-04-18

國內(nèi)應(yīng)用在印刷包裝行業(yè)的廢氣處理技術(shù),主要有氧化分解法,等離子體法,吸附法,冷凝回收法等,這些方法應(yīng)用效果差異較大。

目前在包裝印刷領(lǐng)域最有效,最徹底,也是最可靠的處理方法是熱分解法,即通過高溫燃燒或在一定溫度下通過催化劑熱分解VOCs,相應(yīng)的處理設(shè)備主要有蓄熱式焚燒爐(RTO)和蓄熱室催化焚燒(RCO)。由于過程采用了高效陶瓷蓄熱體,設(shè)備本身具有很高的熱效率(可達95%以上),因此能夠比較節(jié)能的運行。在美國,三十年前VOC治理之初,也曾嘗試用吸附、等離子等方法處理,但之后陸續(xù)均被熱分解方式替代。RTO由于具有高的熱效率和凈化效率,在廢氣濃度適宜情況下,設(shè)備能夠在比較節(jié)能的情況下高效地完成廢氣的處理,同時具有很高的可靠性和比較長的壽命(可超過20年),因此在國外,目前RTO是包裝印刷行業(yè)用來處理廢氣的最典型設(shè)備。但在有些在廢氣風(fēng)量較大,濃度較低的情況下,可以適用濃縮轉(zhuǎn)輪技術(shù)。

1.印刷包裝行業(yè)廢氣特點

上述廢氣源又可分為有組織排放廢氣和無組織排放廢氣兩大類。有組織排放廢氣主要來源于印刷工藝過程,尤其是烘干過程,通常有專門的收集系統(tǒng)和排放系統(tǒng);無組織排放廢氣主要來源于各個工藝過程中揮發(fā)出來的VOCs,主要逸散于車間。

有組織排放廢氣通常有以下特點:

廢氣組分較多,廢氣成分較復(fù)雜;

常見使用的溶劑有:乙醇、乙酸乙酯、正丙酯、正丙醇,異丙醇等,此外還有油墨,光油,底涂等包含的揮發(fā)成份。

廢氣濃度隨產(chǎn)品或工藝而變化;

由于印刷產(chǎn)品的變化,所需使用的油墨類型和用量也隨之變化,排放的廢氣風(fēng)量和濃度也隨之變化。

廢氣濃度典型的多在2-3g/m3左右(進口);

低的多半在1g以下,高的能達到4g以上;(國產(chǎn)設(shè)備廢氣濃度通常比較低,多的甚至在0.5g以下);

廢氣成分通常僅含VOCs;

且比較潔凈,不含灰塵或含少量灰塵;

廢氣溫度不高,多在30~60度之間;

無組織廢氣濃度通常比較低,由于分布的空間較大,所以所需處理的風(fēng)量也較大。

有組織排放是廢氣排放的主要部分,有組織排放廢氣如果收集和處理較好的話,其排放量占據(jù)總VOCs排放的85%(但官方通常認定這個范圍為約60%)。

2.廢氣工藝參數(shù)的確定

選擇處理方法前,首先要確定好三個關(guān)鍵參數(shù)—廢氣風(fēng)量、廢氣濃度、廢氣成分。

廢氣風(fēng)量可以根據(jù)設(shè)備的原始設(shè)計參數(shù)或者排風(fēng)機的參數(shù)得來,最準確的方式是現(xiàn)場測量(如果有測試儀器的話)或者找第三方測量。

其次是廢氣濃度,廢氣的濃度可以檢測,我們建議采用移動FID設(shè)備對廢氣濃度進行檢測。現(xiàn)行國家標準規(guī)定的取樣點式采樣檢測方法不太準確,測試結(jié)果容易出現(xiàn)較大的偏差,可能會偏低較多,所以按照此結(jié)果選擇的處理方法可能出現(xiàn)較大的問題,如處理后不達標的問題。同時為了確保濃度數(shù)據(jù)可靠,我們同時也建議對廢氣濃度進行估算,其結(jié)果與測試結(jié)果不應(yīng)該有大的偏差。在某些情況下可以根據(jù)依據(jù)估算結(jié)果來選擇和設(shè)計處理方案。下面介紹一下有組織排放廢氣濃度一個簡單估算方法:

有組織排放廢氣濃度可用單位小時消耗的溶劑量S(kg/h)除以廢氣風(fēng)量A(Nm3/h)簡單估算而來。下面以一個實例來說明:

某10色印刷機,在120小時內(nèi)供消耗油墨4.8t,添加溶劑(乙醇,正丙酯,乙酯等)共7.8t,工藝過程中也使用一定量的水墨,由于此水墨基本不含VOCs,因此不計入。油墨固含量約為45%,因此單位時間消耗的溶劑量S:

S=(4.8t×(145%)+7.8t)/120h

=0.087t

=87kg/h

該印刷機的廢氣風(fēng)量A約為30000Nm3/h??紤]到溶劑的揮發(fā)損失,溶劑按80%估算進入設(shè)備后排出,則廢氣濃度C為:

C=87(kg/h)*80%/30000(Nm3/h)

=2.32g/Nm3

此結(jié)果為濃度的一個估算平均值,測試結(jié)果應(yīng)與之相差不太大。通常情況我們需要知道典型狀態(tài)下的平均濃度和可能的最大濃度。最大濃度可以在知曉平均濃度的基礎(chǔ)上,結(jié)合工藝具體情況進行估算。如果設(shè)計有余熱回收系統(tǒng),最好對平均濃度進行測量,以便確保余熱計算值與工程完工后的實際值偏差不大,避免投資失誤。

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