印刷廢氣是在生產(chǎn)過程中使用溶劑型油墨,、稀釋劑揮發(fā)形成的,含有大量苯、甲苯,、二甲苯等揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs).

揮發(fā)性有機(jī)物會(huì)造成嚴(yán)重的大氣光化學(xué)污染,引起溫室效應(yīng),造成極大的環(huán)境危害,對(duì)農(nóng)作物,、人體健康均造成嚴(yán)重?fù)p害.

據(jù)統(tǒng)計(jì),我國包裝印刷行業(yè)使用的溶劑型油墨,含有50%-60%的揮發(fā)性組分,加上調(diào)整油墨粘度所需的稀釋劑,印制品干燥時(shí),油墨所散發(fā)的揮發(fā)性組分的總含量占70%-80%,控制印刷過程中揮發(fā)性有機(jī)物的排放是印刷企業(yè)減排工作中的重點(diǎn).

1、印刷行業(yè)VOCs治理技術(shù)概述

目前,我國針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣的主流治理技術(shù)主要包括吸附法,、吸收法,、燃燒法、冷凝法,、生物法,、低溫等離子體法、光催化等,有機(jī)廢氣的處理技術(shù)對(duì)比見表1.

結(jié)合印刷企業(yè)有機(jī)廢氣的特點(diǎn),單一的處理工藝很難達(dá)到有效治理廢氣的目標(biāo),一般工程設(shè)計(jì)單位會(huì)根據(jù)有機(jī)廢氣特征,在確保尾氣達(dá)標(biāo)的前提下,盡可能采用成熟可靠,、處理效率高的處理工藝或者聯(lián)合處理工藝,達(dá)到治理目的.

2,、方案設(shè)計(jì)

為達(dá)到國家及天津市環(huán)保目標(biāo),針對(duì)自身印刷廢氣大風(fēng)量、低濃度,、含多種有機(jī)成分的特點(diǎn),天津某印刷企業(yè)有機(jī)廢氣治理技術(shù)的設(shè)計(jì)思路為吸附脫附-燃燒法聯(lián)合處理工藝.下文針對(duì)吸附劑,、脫附劑、燃燒方式的選取進(jìn)行簡要分析.

吸附劑選擇

氣體吸附分離成功與否,極大程度上依賴于吸附劑的性能,因此選擇吸附劑是確定吸附操作的首要問題.

工業(yè)上常用的吸附劑有:硅膠,、活性炭,、活性氧化鋁,、分子篩等,其中活性炭是應(yīng)用最廣泛的吸附劑,沸石材料是一種安全高效吸脫附材料,兩者吸附特性對(duì)比情況見表2.

由此可知,沸石克服了活性炭不能高溫脫附和不適合高濕度的弊端,是一種替代傳統(tǒng)活性炭的安全高效吸脫附材料.

脫附劑選擇

選擇空氣作為脫附劑,首先氣源不需要外購,其次,由于空氣中含有氧,可以為后續(xù)燃燒提供氧原料.因此,只要控制好有機(jī)物濃度在爆炸下限內(nèi),選擇空氣作為脫附劑是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,、安全可靠的選擇.

燃燒技術(shù)選擇

燃燒法是利用有機(jī)氣相污染物易燃燒的性質(zhì),由于燃燒,可以使廢氣變成無機(jī)小分子,這種方法包括催化燃燒法和直接燃燒法兩類.催化燃燒采用催化劑代替火焰,優(yōu)點(diǎn)是操作溫度低,但是催化劑容易中毒失活,更換催化劑費(fèi)用昂貴.直接燃燒法工藝簡單、燃燒徹底,但能耗大,目前陶瓷蓄熱體的合理利用可以降低能耗,減少運(yùn)行成本.

3,、工藝介紹

沸石轉(zhuǎn)輪濃縮-蓄熱式燃燒處理工藝主要由沸石轉(zhuǎn)輪濃縮(吸附區(qū)域,、脫附區(qū)域、冷卻區(qū)域),、脫附系統(tǒng),、蓄熱式燃燒系統(tǒng)(RTO爐體,、陶瓷蓄熱體、燃燒系統(tǒng)等)及控制系統(tǒng)等部分組成.

吸附脫附:沸石分子篩轉(zhuǎn)輪吸附濃縮系統(tǒng)利用吸附-脫附&冷卻這一連續(xù)性過程,對(duì)VOCs廢氣進(jìn)行吸附濃縮,沸石分子篩轉(zhuǎn)輪分為吸附區(qū),、脫附區(qū)和冷卻區(qū)三個(gè)功能區(qū)域.

廢氣進(jìn)入沸石分子篩轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū),VOCs被沸石分子篩吸附除去,被凈化后排出.吸附在分子篩轉(zhuǎn)輪中的VOCs,在脫附區(qū)經(jīng)過約200oC小風(fēng)量的熱風(fēng)處理而被脫附,、濃縮.再生后的沸石分子篩轉(zhuǎn)輪在冷卻區(qū)被冷卻,如此反復(fù).

蓄熱式燃燒:脫附后的高濃度小風(fēng)量廢氣進(jìn)入RTO處理系統(tǒng),首先進(jìn)入RTO蓄熱室A的陶瓷介質(zhì)層,陶瓷釋放熱量,溫度降低,而有機(jī)廢氣吸收熱量,溫度升高,廢氣離開蓄熱室后以較高的溫度進(jìn)入氧化室.

在氧化室中,有機(jī)廢氣由燃燒器加熱升溫至設(shè)定的氧化溫度800oC以上,使其中的VOCs分解成二氧化碳和水后排放.

廢氣流經(jīng)蓄熱室A升溫后進(jìn)入氧化室氧化,凈化后的高溫氣體離開氧化室,進(jìn)入蓄熱室B,釋放熱量,降溫排出,而蓄熱室B吸收大量熱量后升溫,同時(shí)清掃蓄熱室C.

循環(huán)完成后,進(jìn)氣與出氣閥門進(jìn)行一次切換,進(jìn)入下一個(gè)循環(huán),廢氣由蓄熱室B進(jìn)入,蓄熱室C排出,清掃蓄熱室A.如此交替.由于廢氣已在蓄熱室內(nèi)預(yù)熱,燃料耗量大為減少,運(yùn)行成本大大降低.

4、運(yùn)行效果

根據(jù)該廠的實(shí)際運(yùn)行情況來看,該治理工藝性能穩(wěn)定,、操作簡單、安全可靠,、無二次污染,、設(shè)備占地面積小.

特有的沸石材料保證轉(zhuǎn)輪裝置的高吸、脫附效率,使原本大風(fēng)量,、低濃度的VOCs廢氣,轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量,、高濃度的廢氣;沸石轉(zhuǎn)輪吸附VOCs所產(chǎn)生的壓降極低,大大減少風(fēng)機(jī)電力能耗;沸石轉(zhuǎn)輪濃縮倍數(shù)達(dá)到!20-30倍,大大縮小焚燒設(shè)備規(guī)格,降低投資和運(yùn)行成本;高去除率的轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)保證經(jīng)過轉(zhuǎn)輪濃縮后的排放廢氣,可達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn);RTO與直接燃燒相比具有可充分利用熱能,能耗小的顯著特點(diǎn);處理效率高,最終產(chǎn)物為無害的CO2和H2O,因此無二次污染問題.該治理設(shè)施可為-印刷行業(yè)企業(yè)有機(jī)廢氣的治理提供一個(gè)可靠有效的參考.

5、結(jié)語

沸石轉(zhuǎn)輪濃縮&蓄熱式燃燒處理工藝將沸石附法和蓄熱式燃燒法串聯(lián)使用,繼承了雙方的優(yōu)點(diǎn)又避免了各自的不足,特別適用于印刷行業(yè)低濃度,、大風(fēng)量有機(jī)廢氣的治理,該方法技術(shù)成熟,、安全可靠、處理效率高,、投資運(yùn)行成本低,有機(jī)廢氣經(jīng)治理后可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,可作為有效的揮發(fā)性有機(jī)物污染控制技術(shù)進(jìn)行推廣.