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国内包装印刷行业应如何进行VOCs减排
发布日期:2018/9/6  来源:http://www.zyyckj.com/  浏览量:572
国内应用在印刷包装行业的废气处置技术,主要有氧化合成法,等离子体法,吸附法,冷凝回收法等,这些办法应用效果差别较大。

目前在包装印刷范畴最有效,最彻底,也是最牢靠的处置办法是热合成法,即经过高温熄灭或在一定温度下经过催化剂热合成VOCs,相应的处置设备主要有蓄热式熄灭炉(RTO)和蓄热室催化熄灭(RCO)。由于过程采用了高效陶瓷蓄热体,设备自身具有很高的热效率(可达95%以上),因而能够比较节能的运转。在美国,三十年前VOC管理之初,也曾尝试用吸附、等离子等办法处置,但之后陆续均被热合成方式替代。RTO由于具有高的热效率和净化效率,在废气浓度适合状况下,设备能够在比较节能的状况下高效地完成废气的处置,同时具有很高的牢靠性和比较长的寿命(可超越20年),因而在国外,目前RTO是包装印刷行业用来处置废气的最典型设备。但在有些在废气风量较大,浓度较低的状况下,能够适用浓缩转轮技术。
以上表格引荐办法首先基于处置效果思索,能够使废气处置达标排放,其次思索到设备运转本钱和投资等方面。当然由于客户废气的共同性和客户的特别请求,实践选择处置方式与表格所引荐方式有可能会有所不同。


印刷包装行业的废气源参见下表:


1.印刷包装行业废气特性

上述废气源又可分为有组织排放废气和无组织排放废气两大类。有组织排放废气主要来源于印刷工艺过程,特别是烘干过程,通常有特地的搜集系统和排放系统;无组织排放废气主要来源于各个工艺过程中挥发出来的VOCs,主要逸散于车间。

有组织排放废气通常有以下特性:
废气组分较多,废气成分较复杂;


常见运用的溶剂有:乙醇、乙酸乙酯、正丙酯、正丙醇,异丙醇等,此外还有油墨,光油,底涂等包含的挥发成份。

废气浓度随产品或工艺而变化;

由于印刷产品的变化,所需运用的油墨类型和用量也随之变化,排放的废气风量和浓度也随之变化。

废气浓度典型的多在2-3g/m3左右(进口);

低的多半在1g以下,高的能抵达4g以上;(国产设备废气浓度通常比较低,多的以至在0.5g以下);

废气成分通常仅含VOCs;
某10色印刷机,在120小时内供耗费油墨4.8t,添加溶剂(乙醇,正丙酯,乙酯等)共7.8t,工艺过程中也运用一定量的水墨,由于此水墨基本不含VOCs,因而不计入。油墨固含量约为45%,因而单位时间耗费的溶剂量S:

且比较洁净,不含灰尘或含少量灰尘;

废气温度不高,多在30~60度之间;

无组织废气浓度通常比较低,由于散布的空间较大,所以所需处置的风量也较大。

有组织排放是废气排放的主要部分,有组织排放废气假如搜集和处置较好的话,其排放量占领总VOCs排放的85%(但官方通常认定这个范围为约60%)。

2.废气工艺参数的确定

选择处置办法前,首先要肯定好三个关键参数—废气风量、废气浓度、废气成分。

RTO正常运转时,驱动20000Nm3/h废气所需的风机电耗约为40kw,在1.7g/Nm3废气浓度下需耗费7m3/h自然气,以维持设备熄灭温度。若电费按0.9RMB/kwh,自然气按3.5RMB/m3计算,则每小时的运转费用约为60元,并不高。

其次是废气浓度,废气的浓度能够检测,我们倡议采用移动FID设备对废气浓度中止检测。现行国度规范规则的取样点式采样检测办法不太精确,测试结果容易呈现较大的倾向,可能会偏低较多,所以依照此结果选择的处置办法可能呈现较大的问题,如处置后不达标的问题。同时为了确保浓度数据牢靠,我们同时也倡议对废气浓度中止预算,其结果与测试结果不应该有大的倾向。在某些状况下能够依据依据预算结果来选择和设计处置计划。下面引见一下有组织排放废气浓度一个简单预算办法:

有组织排放废气浓度可用单位小时耗费的溶剂量S(kg/h)除以废气风量A(Nm3/h)简单预算而来。下面以一个实例来阐明:


S=(4.8t×(145%)+7.8t)/120h

=0.087t

=87kg/h

该印刷机的废气风量A约为30000Nm3/h。思索到溶剂的挥发损失,溶剂按80%预算进入设备后排出,则废气浓度C为:

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

=2.32g/Nm3

此结果为浓度的一个预算平均值,测试结果应与之相差不太大。通常状况我们需求知道典型状态下的平均浓度和可能的最大浓度。最大浓度能够在知晓平均浓度的基础上,分离工艺细致状况中止预算。假如设计有余热回收系统,最好对平均浓度中止丈量,以便确保余热计算值与工程竣工后的实践值倾向不大,避免投资失误。

此外废气成分也影响到废气管理办法的选择。思索到废气成分的特性,不同管理方式的处置效果也不同,如废气成分比较简单时(1-2种溶剂),数量大时可选择冷凝回收、催化熄灭或者蓄热熄灭处置等方式,都能够抵达较好的效果;但假如废气成分较多时,则优先选择熄灭。

3.处置办法的选择

在废气风量、废气浓度和成分知晓的状况下,能够选择相应的处置方式,能够参照下表中止选择(仅供参考):





4.本钱控制

本钱控制是每个企业在选择废气处置设备时一定会思索的重要要素!

RTO能耗主要来源于两个方面,一是风机电耗,主要是主风机和熄灭器风机,主风机用于驱动废气活动,熄灭器风机用来给熄灭器供风;二是燃料耗费,经过燃料熄灭为RTO提供热能,维持设定的熄灭温度;下面经过一个例子计算来阐明一下:

以印刷行业废气为例。某台印刷机械废气风量约为20000Nm3/h,废气温度约为40℃,浓度约1.7g/Nm3(34kg/h),废气综合熄灭热值约为6500kcal/kg,RTO设计风量为22000Nm3/h,留有少量余量,设计热效率为95%。


假如废气浓度在2.1g/Nm3以上,则正常运转时不需求自然气,熄灭器会自动关闭,所以只需风机能耗费用,仅为36元/小时。
假如浓度远超越2.1g/Nm3,则能够回收余热。余热能够用来给烘箱供热,从而俭省消费设备的能耗,也能够用来消费热水和为建筑物供暖。因而在废气有较多余热的状况下,充沛应用余热能够发明效益。例如若废气浓度为4g/Nm3(80kg/h),则可应用的最大余热约为50万Kcal,假定应用率为60%,可回收30万Kcal。假如印刷烘干所需的功率约为60万Kcal(假定烘干温度为80℃),可节约50%的能耗。假如浓度抵达6g/Nm3,则可节约75%的能耗,普通说,假如采用气-气换热系统,回收的余热产生的效益能够在两年左右就收回设备投资。


下图是风量、浓度不同时的RTO能耗费用预算值。





5.节能减风


废气风量能够依据设备的原始设计参数或者排风机的参数得来,最精确的方式是现场丈量(假如有测试仪器的话)或者找第三方丈量。
目前国内很多印刷设备,特别是国产设备,排风量较大,浓度较低(通常在1g以下)。这给后续管理带来了很大的省事,不论采取何种处置方式,都会面临比较大的投资费用或运转费用。最佳的方式是首先对风量中止优化,减少排风,增加废气浓度。这不只会降低消费设备的运转费用,也会大大降低后续废气管理设备的费用。依据烘箱结构的不同,其优化处置方式也不同。但总的一个思绪就是热风回用。经过热风回用减少加热的热能耗费,也能够降低风机的运转能耗,同时增加了废气的浓度。




烘箱有内部循环典型结构如下:

这种烘箱结构客户能够依据工艺状况,在保证安全和不影响产质量量的状况下,增大回用热风的比例,即可降低总的排风量,增加废气排放浓度。但假如废气排放浓度比较高时,为保证安全,需装置LEL监测器,避免爆炸的风险。

此外能够用LEL监测的浓度作为控制信号来对热风回用阀门中止动态实时控制,在废气浓度安全的状况下,回风风量自动调理,这样能够自动顺应产品和工艺的变化。此系统通常本钱较高。假如烘箱没有热风回用机构,也能够在集中进风口和出风口回用,依然能够优化风量;还有采用ESO系统全新热风系统,采用集中进风和排风和回用,也能够抵达降低风量、增加浓度的效果。
 
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