印刷包裝行業voc廢氣治理 低濃度、大風量廢氣處理工藝
隨著我國工業生產和經濟的飛速發展,機械加工、石油開采、印刷業及金屬工業等行業也在迅速發展,進而產生了大量的有機廢氣。石家莊是全國十大污染城市之一,也有好多印刷包裝企業,這些企業產生的工業廢氣也需要voc工業廢氣處理設備進行治理。漢藍專注voc治理核心技術研發。
有機廢氣是一種危害性極大的氣體,會嚴重影響周圍居民的正常生活,因此對有機廢氣進行有效處理并使之達標排放,對于減少環境污染,保護人民健康,提高經濟效益等都具有十分重要的意義。
以包裝印刷業為例,在工業生產領域,包裝印刷是包裝最基本、最重要的一項加工工藝;而為了滿足包裝要求為目的進行的印刷,是指在包裝材料、包裝容器上印刷各種圖文的總稱。由于不同的包裝印刷技術具有不同的特色和適應范圍,所以目前的包裝印刷技術包括了凸印、膠印、凹印、柔印、絲印技術及多種印后加工技術。
包裝印刷技術的環境性能好壞,關鍵取決于這種技術所使用油墨材料的環境性能。絲網印刷工序主要污染物是有機溶劑型油墨,印刷時向油墨中添加了10%~30%的有機溶劑;由于凹印油墨要保持較好的印刷性,所以必須加入較大比例(通常為30%~70%)的有機溶劑,使得凹印油墨中揮發性有機溶劑幾乎占到凹印油墨成分的50%,主要包括甲苯、醋酸乙酯、丁/酮、異/丙/醇等,其中甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酮等低沸點、高揮發性的溶劑含有的芳香烴既有毒又可燃,是環境污染的主要因素。
凹版印刷過程中產生的有機廢氣主要包括烘干油墨時干燥箱散發的有機溶劑尾氣和印刷單元周圍溶劑型油墨自然揮發的廢氣這兩部分,其中絕大多數是在干燥箱烘干油墨的過程中揮發出來的。由于干燥箱受爆炸極限濃度值(LEL)的限制,廢氣排風量較大,且同時存在多種濃度較低的有機污染物,如溶劑型油墨產生的苯、二甲苯、丙酮、丁醇、乙酸乙酯,無苯油墨產生的乙醇、異丙醇或正丙醇、乙酸乙酯或乙酸丁酯等,通常排出時的濃度都在千分之幾以下。
由于技術上的局限性,凈化處理這些大風量、低濃度氣體,需要在大體積的回收裝置中消耗大量的能源才能達到相應的凈化效果,其投資、運行費用高,且可能會造成水體的二次污染。鑒于此,為了提高凈化效率、節約能源,降低凈化成本,我司專門研發設計了印刷廢氣處理設備來解決這一難題。
蓄熱式催化燃燒法(RegenerativeCatalyticOxidation),簡稱RCO,是在催化劑的作用下,將有機廢氣VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O,是凈化碳氫化合物廢氣、消除惡臭的有效手段之一。
RCO系統性能優良的關鍵是使用專用的、浸漬在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上的貴金屬或過渡金屬催化劑,氧化發生在低溫條件下,既減少了燃料消耗,又降低了設備造價。催化燃燒是典型的氣—固相催化反應,其實質是活性氧參與深度氧化作用。
在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低反應的活化能,同時使反應物分子富集于催化劑表面,以提高反應速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下發生無焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時放出大量熱。
不同的排放場合和不同的廢氣,需選擇不同的工藝流程。由于包裝印刷有機廢氣流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需消耗大量燃料,因此可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使有機廢氣脫附成為高濃度有機廢氣(可濃縮10倍以上)后再進行催化燃燒,如此則不需要補充熱源就可維持正常運行。
與直接燃燒相比,有機廢氣催化燃燒工藝具有起燃溫度低、能耗低等顯著特點。在某些情況下,催化燃燒達到起燃溫度后便無需外界供熱。用催化燃燒法處理有機廢氣的凈化率一般都在95%以上,且由于燃燒溫度低,能大量減少NOX的生成,因此不會造成二次污染。
而比起常規催化燃燒技術,蓄熱式催化燃燒技術又可以大大降低設備的運行功率,主要應用于較低濃度的有機廢氣的凈化(一般在500~3000mg/m之間)。國內外的研究與實踐已經證明,對于有機廢氣的治理,蓄熱式催化燃燒技術是相對經濟有效、應用前景廣闊的凈化技術之一。
蓄熱式催化燃燒裝置,目前正在石油化工、精細化工、噴涂、包裝印刷、醫藥與農藥制造、半導體及電子產品制造、人造板與木制家具制造、皮革、漆包線、制鞋、涂料、油墨、粘合劑生產、金屬鑄造等領域大面積地推廣使用。所使用的關鍵材料蓄熱體的綜合性能基本達到了國際水平,并有部分產品出口。目前發展的高溫蓄熱體是采用陶瓷、礫石或其它高密度惰性材料,熱容量高,換熱速度快。日本、美國等已經開發出蓄熱面積達1200m2/m3的蜂窩陶瓷,并成功應用于蓄熱式換熱器中。
值得注意的是,在有機物廢氣的催化燃燒中,所要處理的有機廢氣在高溫下與空氣混合易引起爆炸,安全問題十分重要。因而,一方面必須控制有機物與空氣的混合比,使之在爆炸下限;另一方面,催化燃燒系統應設監測報警裝置和防爆措施。
當然,隨著印刷工藝的不斷改進,清潔生產工藝也在大力推廣中,從而使環保型油墨的印刷工藝代替污染嚴重的印刷工藝,如采用醇溶性油墨的柔版印刷代替傳統的凹版印刷工藝等,這樣就會大大降低有機廢氣的排放,而包裝印刷業摘掉“污染大戶”這頂帽子也就指日可待啦!
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