印刷、包裝VOCs廢氣治理理想方案-諾和環保設備

 

在VOCs治理過程中，我們遇到了很多難題和問題，在解決難題的過程中，我們也有很多感悟，尤其是針對所用技術總結了很多認識，主要涉及到以下幾個方面。
 
1.關于活性炭
 
(1)活性炭吸附效率下降。隨著使用時間的增加，活性炭的吸附效率會大打折扣，新的活性炭吸附效率可以達到95%，使用1～2年后，其吸附率_會下降到60%～70%。
 
(2)要想達標排放，_頻繁_換活性炭，而_換下來的活性炭屬于危險固體廢物，需委托有資質的單位進行有償無害化處理，這大大增加了VOCs回收的成本。
 
2.關于回收溶劑
 
由于傳統凹印采用的是溶劑墨，所以凹印工序回收來的有機溶劑屬于混合溶劑，而且還會產生比較多的副產物，不能直接使用。在處理凹印排放廢氣時，以下問題較為常見。
 
(1)酸化
 
在溶劑脫附過程中，脂類溶劑會發生分解反應，產生酸性物質，其中_具代表性的是乙酸（CH3COOH），其沸點為117.9℃，是一種無色且帶有刺激性氣味的液體。軟包裝凹印工藝溫度一般在40～80℃，在生產過程中容易造成乙酸溢出現象，導致生產環境的惡化，同時酸性溶劑還會加快對凹印設備的腐蝕，給企業帶來嚴重的問題。
 
(2)異味、變色
 
異味有兩方面，一方面是軟包裝本身，比如，上文提到的乙酸，在生產過程中容易殘留在軟包裝產品中生成異味；另一方面是溶劑本身，因為軟包裝凹印過程需采用大量的混合溶劑，經過活性炭吸附、脫附后，回收的溶劑往往含有未知成分，導致回收溶劑出現異味和變色。
 
3.關于危廢物
 
在對回收溶劑進行提純的過程中，往往還會新增污染物，比如，脫酸脫色產生廢水、固廢和未知成分的高沸點刺激性溶劑。
 
4.關于安全性問題
 
VOCs治理環節常常伴隨著高溫高壓，對操作人員帶來的危害性較大，同時也會增加設備的維護保養工作量。
 
5.人員問題
 
VOCs末端治理設備一般比較龐大，需要安排較多的操作人員，正常情況下一般需要6～7人操作。

理想方案的摸索

目前，VOCs末端治理技術除了活性炭吸附脫附技術、燃燒技術外，還有低溫等離子、光降解、生物降解等，低溫等離子、光降解和生物降解技術在軟包裝凹印行業還沒有實際的使用案例。對比之下，活性炭吸附脫附技術和燃燒技術有應用案例。_我公司使用的活性炭吸附脫附技術而言，隨著廢氣處理的要求越來越高，_環保政策的力度逐漸加強，該技術的廢氣凈化率逐漸無法滿足我公司的要求，于是我公司_對比較主流的VOCs治理技術進行了對比（結果如表1所示）。我們認為_理想的VOCs治理方案應該具備設備投資運營成本_低、安全性_高、無二次污染物和回收效率高等特點。綜合比較之后，我們_終選擇了沸石輪轉濃縮+冷凝技術，經過一段時間的使用，達到了不錯的治理效果。
 
1.沸石輪轉濃縮+冷凝技術工藝原理及使用效果
 
沸石轉輪濃縮+冷凝技術采用__轉輪濃縮技術，結合廢氣冷凝回收技術，將吸附技術和冷凝回收技術有機結合，產品集成度高，可將成分單一、回收價值高、大風量、中高濃度的有機廢氣經過吸附→脫附→冷凝過程回收為高價值的溶劑，變廢為寶，實現資源再利用。
 
(1)工藝原理
 
有機廢氣經預處理和初步冷凝回收后，進入濃縮轉輪結構，濃縮轉輪的核心是蜂巢狀轉輪，是一種特殊的吸附材料—疏水性沸石，沸石對VOCs具有較高的吸附能力。沸石吸附VOCs后將干凈氣體排放至大氣，被吸附的VOCs由脫附區利用高溫脫附，脫附的氣體為高濃度低流量濃縮廢氣，此濃縮廢氣再導入冷凝系統冷凝，可實現液態溶劑的回收。
 
(2)使用效果
 
目前，我公司在凹印機上使用沸石轉輪濃縮+冷凝設備。經分析，我公司凹印生產線的廢氣主要成分含有乙酸乙酯、乙酸正丁（丙）酯，異丙醇等，廢氣風量為40000m3/h，廢氣濃度為800～1000mg/m3。處理后結果：出風口廢氣濃度＜50mg/m3，廢氣處理效率≥95%。
 
通過計算，采用沸石轉輪濃縮+冷凝設備回收溶劑的綜合成本約為5元/kg，即回收每公斤溶劑的綜合花費（運行費用+治理系統折舊費用）約5元，回收溶劑的成本依種類不同有所不同，取平均成本約為6元/kg，而VOCs排污收費將不低于8元/kg。相比之下，沸石轉輪濃縮+冷凝技術具有明顯的經濟效益和社會效益。
 
2.技術優勢
 
(1)安全性
 
①沸石輪轉吸附為物理過程，不會發生危險的化學反應。

②廢氣處理過程一般是在常溫或者低溫及常壓狀態下自動運行。

③廢氣處理過程中沒有產生火源的可能，設備內部結構也具備阻燃功能。

④自動化水平高，操作簡單，在目前各種有機廢氣治理技術中_為安全。
 
(2)環保性
 
①VOCs冷凝后變成液態溶劑后被回收，無需進行_后處理即可直接使用。

②回收過程無二次污染，不產生廢水、廢氣和固廢，真正做到零排放。

③廢氣處理后的排放指標達到_排放標準要求。
 
(3)增效性
 
①吸附、脫附率高，使原本高風量、低濃度的VOCs廢氣，轉換成低風量、高濃度的廢氣，廢氣濃度濃縮倍數可達10～20倍，大大縮小了后處理設備的規格，運行成本_低。而且回收得到的高純度有機溶劑可達到生產所需品質，可直接循環利用到生產中，降低生產成本，獲得較好的投資回報率。

②設備占地面積小，自動化程度高，人員需要少。

③沸石轉輪吸附VOCs所產生的壓降極低，可大大減少電力能耗。

④_大限度兼顧環境效益、經濟效益和社會效益，使企業對環保的投入能夠得到經濟效益和社會效益的雙重回報，有助于增強企業的相對競爭力。