軟包企業VOCs治理及設備供熱系統解決方案案例分析

時間：2017-09-06 10:14

來源：中宜環科環保產業研究

作者：高小娟

一、前沿

2015年10月1日，《揮發性有機物排污收費試點辦法》在全國范圍內施行，石油化工和包裝印刷被選為首批試點行業。給包裝印刷行業環保提出了新的要求。包裝印刷行業廢氣具有以下特點：廢氣組分較多，廢氣成分較復雜;印刷過程中換單，換色導致廢氣不連續或者廢氣量不穩定;印刷產品種復雜多變，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;印刷機設計密封有缺陷，為了形成負壓，無限制增大排廢量，降低了廢氣濃度。所以包裝印刷的VOCs治理也成為了一項艱難研究的課題。

包裝印刷VOCs主要來自于印刷干燥過程中產生的廢氣，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干燥烘箱排廢;無組織排放廢氣主要來源于逸散于車間的VOCs。常見使用的有機溶劑有：乙醇、乙酸乙酯、正丙酯、正丙醇，異丙醇等。目前在包裝印刷領域最有效，最徹底，也是最可靠的處理方法是熱分解法，即通過高溫燃燒或在一定溫度下通過催化劑熱分解VOCs，相應的處理設備主要有蓄熱式焚燒爐(RTO)和蓄熱室催化焚燒(RCO)。由于過程采用了高效陶瓷蓄熱體，設備本身具有很高的熱效率(可達95%以上)，因此能夠比較節能的運行。在美國，三十年前VOC治理之初，也曾嘗試用吸附、等離子等方法處理，但之后陸續均被熱分解方式替代。RTO由于具有高的熱效率和凈化效率，在廢氣濃度適宜情況下，設備能夠在比較節能的情況下高效地完成廢氣的處理，同時具有很高的可靠性和比較長的壽命(可超過20年)，因此在國外，目前RTO是包裝印刷行業用來處理廢氣的最典型設備。

二、包裝印刷系統解決方案

國內設備存在廢氣風量較大，濃度較低的情況，溶劑含量普遍在1g/M^3以下。所以要想達到RTO經濟運行，就要選擇濃縮設備，使廢氣濃度提高。采用濃縮+RTO是最經濟的運行方案。目前，有三種濃縮技術，沸石轉輪濃縮，LEL，ESO。

1沸石轉輪濃縮+旋轉翼RTO

沸石轉輪濃縮原理如圖1所示，吸附扇區，這個扇區沸石(吸附劑)吸附廢氣中的VOC，并釋放清潔的空氣進入大氣。再生解吸扇區，這是通過在吸附扇區的吸附-解吸轉子吸收VOC，并與少量熱風解吸在再生扇區。在凈化扇區，吸附-解吸轉子是通過讓一部分冷卻低溫空氣通過轉子，以恢復其吸附能力。濃縮比例通常為10倍，最高可達30倍。

沸石輪轉濃縮優點是濃縮倍率高，尤其適合大風量低濃度廢氣，由于濃縮后廢氣風量減小10倍以上，所以配合旋轉式RTO爐體，爐體極小，風機功率小，運行成本低。但是沸石轉輪濃縮設備成本較高。

2LEL控制+旋轉RTO

LEL是通過控制各個印刷色組的最低爆炸極限來實現二次回風循環利用，既節約了能源，又提高了每一個色組的廢氣濃度，也減少了廢氣排放量。LEL需要給設備每個色組加裝濃度傳感器，成本較為昂貴。在較高端的印刷機上才配備此功能。LEL配備旋轉式RTO，濃縮倍率較高，也能實現廢氣處理無功運行。

3ESO

ESO是專門針對凹版印刷機、干法復合機、涂布機等開發的智能化多功能設備，具有送風、節能、濃縮、減排等十項功能，直接替代傳統印刷機、復合機、涂布機等設備中的送排風及加熱模塊。其原理是實現原來排廢的串并聯，將排廢氣引入印刷進風循環利用，以提高廢氣濃度，降低了設備加熱量需求，提高了廢氣濃度。配合旋轉翼式RTO，可實現無功運行，甚至有余熱回供印刷線。