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目前國內VOCs治理形勢比較嚴峻,VOCs治理方式和治理的公司也魚龍混雜,一個特別現象是以前在國外曇花一現的治理技術,在國內卻被當成了“香餑餑”,甚至有不少企業,借著國外已經倒閉的“僵尸”公司的名頭在市場上大搖大擺。
與此同時,不少印刷企業對于印刷廢氣的治理了解甚少, 這就使得印刷包裝企業對包裝印刷行業的廢氣治理存在著諸多的誤解。
1、印刷包裝行業廢氣特點
上述廢氣源又可分為有組織排放廢氣和無組織排放廢氣兩大類。有組織排放廢氣主要來源于印刷工藝過程,尤其是烘干過程,通常有專門的收集系統和排放系統;無組織排放廢氣主要來源于各個工藝過程中揮發出來的VOCs, 主要逸散于車間。
有組織排放廢氣通常有以下特點:
1) 廢氣組分較多,廢氣成分較復雜;
常見使用的溶劑有:乙醇、乙酸乙酯、正丙酯、正丙醇,異丙醇等,此外還有油墨,光油,底涂等包含的揮發成份。
2) 廢氣濃度隨產品或工藝而變化;
由于印刷產品的變化,所需使用的油墨類型和用量也隨之變化,排放的廢氣風量和濃度也隨之變化。
3) 廢氣濃度典型的多在2-3g/m3左右(進口設備); 低的多半在1g以下,高的能達到4g以上;(國產設備廢氣濃度通常比較低,多的甚至在0.5g以下);
4) 廢氣成分通常僅含VOCs, 且比較潔凈,不含灰塵或含少量灰塵;
5) 廢氣溫度不高,多在30~60度之間。
無組織廢氣濃度通常比較低,由于分布的空間較大,所以所需處理的風量也較大。
有組織排放是廢氣排放的主要部分,有組織排放廢氣如果收集和處理較好的話, 其排放量占據總VOCs排放的85%(但官方通常認定這個范圍為約60%)。

2、廢氣工藝參數的確定
選擇處理方法前,首先要確定好三個關鍵參數—廢氣風量、廢氣濃度、廢氣成分。
廢氣風量可以根據設備的原始設計參數或者排風機的參數得來,較準確的方式是現場測量(如果有測試儀器的話)或者找第三方測量。
其次是廢氣濃度,廢氣的濃度可以檢測,我們建議采用移動FID設備對廢氣濃度進行檢測?,F行我國標準規定的取樣點式采樣檢測方法不太準確,測試結果容易出現較大的偏差,可能會偏低較多,所以按照此結果選擇的處理方法可能出現較大的問題,如處理后不達標的問題。
同時為了確保濃度數據可靠,我們同時也建議對廢氣濃度進行估算,其結果與測試結果不應該有大的偏差。在某些情況下可以根據依據估算結果來選擇和設計處理方案。
下面介紹一下有組織排放廢氣濃度一個簡單估算方法:
有組織排放廢氣濃度可用單位小時消耗的溶劑量S(kg/h)除以廢氣風量A(Nm3/h)簡單估算而來。
下面以一個實例來說明:
某10色印刷機,在120小時內供消耗油墨4.8t, 添加溶劑(乙醇,正丙酯,乙酯等)共7.8t,工藝過程中也使用一定量的水墨,由于此水墨基本不含VOCs, 因此不計入。油墨固含量約為45%,因此單位時間消耗的溶劑量S:
S=(4.8t ×(1-45%)+7.8t)/120h=0.087t=87kg/h
C=87(kg/h)*80%/30000(Nm3/h)=2.32g/Nm3
4、成本控制
RTO能耗主要來源于兩個方面:
一是風機電耗,主要是主風機和燃燒器風機,主風機用于驅動廢氣流動,燃燒器風機用來給燃燒器供風;
下面通過一個例子計算來說明一下:
RTO正常運行時,驅動20000Nm3/h廢氣所需的風機電耗約為40kw,
5、節能減風
目前國內很多印刷設備,尤其是國產設備,排風量較大,濃度較低(通常在1g以下)。這給后續治理帶來了很大的麻煩,不管采取何種處理方式,都會面臨比較大的投資費用或運行費用。
較佳的方式是首先對風量進行優化,減少排風,增加廢氣濃度。這不僅會降低生產設備的運行費用,也會大大降低后續廢氣治理設備的費用。
根據烘箱結構的不同,其優化處理方式也不同。但總的一個思路就是熱風回用。通過熱風回用減少加熱的熱能消耗,也可以降低風機的運行能耗,同時增加了廢氣的濃度。
這種烘箱結構客戶可以根據工藝情況,在保證安全和不影響產品質量的情況下,增大回用熱風的比例,即可降低總的排風量,增加廢氣排放濃度。但如果廢氣排放濃度比較高時,為保證安全,需安裝LEL監測器, 避免爆炸的風險。
此外可以用LEL監測的濃度作為控制信號來對熱風回用閥門進行動態實時控制,在廢氣濃度安全的情況下,回風風量自動調節,這樣可以自動適應產品和工藝的變化。此系統通常成本較高。
如果烘箱沒有熱風回用機構,也可以在集中進風口和出風口回用,仍然可以優化風量;還有采用ESO系統全新熱風系統,采用集中進風和排風和回用,也可以達到降低風量、增加濃度的效果。