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印刷VOCs废气减排与治理工艺原理

印刷VOCs废气减排与治理案例设计,要对印刷废气源头预处理,如精过滤、活性碳吸附、光氧催化法等。印刷废气处理将以新华印刷为案例,对印刷行业的VOCs废气减排和治理工艺流程探讨。新华印刷作为印刷行业老大,探讨其VOCs废气处理具有典型的标竿作用。新华印出作为绿色环保企业,在VOCs废气处理工艺上是怎样的呢?
  
  重视源头减排

  
  新华印刷使用环保纸张,均符合国际环保要求、可持续发展植林区的纸张,如FSC脱氧、脱酸和脱木质素的纸张。使用含VOCs成分低于3.6%的油墨、大豆环保油墨:大豆油墨是由将大豆油轻度提纯后,与色素、树脂等添加剂混合制成,VOCs含量低。使用预涂膜或水性覆膜胶和水性光油:容易回收,无污染,VOCs排放量低。使用VOCs含量低于17.0%的润版液、免酒精润版液:提高安全系数,减少VOCs排放。使用环保型清洁剂和洗车水:减少VOCs排放。使用植物类喷粉等。此外,在使用过程中,尽量减少洗车水、擦机布等的使用,以尽可能减少VOCs排放。
  
  加强末端治理
  
  VOCs治理过程中有机废气的处理方法种类繁多,特点各异。常用的有催化燃烧法、吸附法、光氧催化法、直接焚化法与触媒焚化法等。因此,必须针对有机废气的种类、可去除效率、设备投资情况及厂家的经济情况进行综合考虑。而胶印的废气特点是大风量、低浓度,选择VOCs治理方式时更是比较困难。新华印刷通过半年多的考察及研究,决定采取的方案为:精过滤-活性炭浓缩-脱附-催化燃烧工艺,具体如下。
  
  (1)精过滤
  
  含有机物的废气经风机的作用,经过预处理精过滤箱去除废气中的颗粒物。其中,过滤箱为高效滤筒式除尘器,可自动清灰,无需更换滤材,正常使用寿命两年以上。滤筒采用进口聚酯纤维作为滤料,将一层亚微米级的超薄纤维粘附在一般滤料上,并且该粘附层上纤维间的排列非常紧密,极小的筛孔可把大部分亚微米级的尘粒阻挡在滤料表面,有效过滤面积为100%。清灰采用脉冲喷吹在线清灰方式,清灰过程由脉冲控制仪自动控制,除尘器内设置多个滤筒,以增加其有效过滤面积,当某个(对)滤筒满足清灰设定要求时,即启动喷吹装置进行清灰,其他滤筒正常工作,这样既达到了清灰效果,又不影响设备运行,使除尘器可连续运转。
  
  (2)活性炭浓缩
  
  含有机物的废气经风机的作用,经过预处理精过滤箱,再经过活性炭吸附层,有机物被活性炭特有的作用力截留在其内部,洁净气体排出;大风量常温处理气体在通过活性炭的过程中,处理气体中的VOCs被活性炭吸附净化后从出口排出。
  
  (3)脱附
  

  小风量高温气体进入脱附箱,将吸附着VOCs的活性炭脱附再生;高浓度VOCs气体由再生区出口排出,进入催化燃烧装置进行处理。再生后的活性炭经一段时间冷却后继续吸附,自动切换第二个吸附箱脱附,整个系统可以连续循环废气净化、浓缩再生过程。
  
  经过一段时间,活性炭达到饱和状态时,停止吸附,此时有机物已被浓缩在活性炭内。催化净化装置内设加热室,启动加热装置,进入内部循环,当热气源达到有机物的沸点时,有机物从活性炭内跑出来,进入催化室催化分解成CO2和H2O,同时释放能量。利用释放出的能量再进入吸附床脱附时,此时加热装置完全停止工作,有机废气在催化燃烧室内维持自燃,尾气再生,循环进行,直至有机物完全从活性炭内部分离,至催化室分解。活性炭得到了再生,有机物得到了催化分解处理。
  
  (4)催化燃烧
  
  脱附出来的有机气体通过引风机作用送入催化燃烧净化装置,首先通过除尘阻火器系统,然后进入换热器,再送入加热室,通过加热装置,使气体达到燃烧反应温度,再通过催化床的作用,使有机气体分解成CO2和H2O,再进入换热器与低温气体进行热交换,使进入的气体温度升高达到反应温度。如达不到反应温度,加热系统可以通过自控系统实现补偿加热,使其完全燃烧,这样既节省了能源,废气有效去除率也能达到98%以上,符合国家VOCs排放标准。图1为VOCs处理工艺原理图。
  

印刷VOCs废气减量

图1VOCs处理工艺原理图

  
  通过几个月试运行,北京新华印刷的VOCs处理设备无论从数据上来看,还是从环保监测上来看,处理效果非常明显,处理率达90%以上。
  
  VOCs治理建议
  
  从新华印刷的整改实施过程发现,印刷行业废气的特点是大风量、低浓度,那么如何进行废气处理?安峰工程师认为应该从以下几点考虑。
  
  ①考虑生产工艺、操作方式以及废气性质、处理方法等因素,对VOCs无组织排放废气进行分类收集。
  
  ②废气收集系统排风罩的设置应符合GB/T16758-2008《排风罩的分类及技术条件》的规定。对于外部罩,在距排风罩开口面最远的VOCs无组织排放位置,按GB/T16758规定的方法测量吸入风速。
  
  ③废气收集系统宜保持负压状态(绝对压力低于环境大气压5kPa)。
  
  ④VOCs末端处理设施根据各自情况,选择适宜的处理技术。优先选择处理效率高(焚烧、氧化)的处理技术。这样能以不变应万变,不管政策如何变化,均能满足大环境的要求。
  

  印刷VOCs废气特点产量大,浓度低。在减排上要对废气进行合理分类,对处理设备加入外部罩,防止废气外泄。在后期废气处理时优先选择氧化或者光解催化法,这两个处理方法可以满足印刷行业废气排放标准。而焚烧处理产生的二氧化碳和水也是行之有效。


VOCs废气减量

  

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