VOCs減排如何進行？包裝印刷企業需知！
發布時間：2024-06-17 點擊：79
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。但在有些在廢氣風量較大，濃度較低的情況下，可以適用濃縮轉輪技術。
1.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，最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。現行國家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×(145%)+7.8t)/120h
=0.087t
=87kg/h
該印刷機的廢氣風量a約為30000nm3/h。考慮到溶劑的揮發損失，溶劑按80%估算進入設備后排出,則廢氣濃度c為：
c=87(kg/h)*80%/30000(nm3/h)
=2.32g/nm3
此結果為濃度的一個估算平均值，測試結果應與之相差不太大。通常情況我們需要知道典型狀態下的平均濃度和可能的最大濃度。最大濃度可以在知曉平均濃度的基礎上，結合工藝具體情況進行估算。如果設計有余熱回收系統，最好對平均濃度進行測量，以便確保余熱計算值與工程完工后的實際值偏差不大，避免投資失誤。
此外廢氣成分也影響到廢氣治理方法的選擇。考慮到廢氣成分的特點，不同治理方式的處理效果也不同，如廢氣成分比較簡單時（1-2種溶劑），數量大時可選擇冷凝回收、催化燃燒或者蓄熱燃燒處理等方式，都可以達到較好的效果；但如果廢氣成分較多時，則優先選擇燃燒。
2.處理方法的選擇
在廢氣風量、廢氣濃度和成分知曉的情況下，可以選擇相應的處理方式，可以參照下表進行選擇（僅供參考）：
以上表格推薦方法首先基于處理效果考慮，能夠使廢氣處理達標排放，其次考慮到設備運行成本和投資等方面。當然由于客戶廢氣的獨特性和客戶的特別要求，實際選擇處理方式與表格所推薦方式有可能會有所不同。
3.成本控制
成本控制是每個企業在選擇廢氣處理設備時一定會考慮的重要因素！
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；二是燃料消耗，通過燃料燃燒為rto提供熱能，維持設定的燃燒溫度；下面通過一個例子計算來說明一下：
以印刷行業廢氣為例。某臺印刷機械廢氣風量約為20000nm3/h，廢氣溫度約為40℃，濃度約1.7g/nm3(34kg/h)，廢氣綜合燃燒熱值約為6500kcal/kg，rto設計風量為22000nm3/h，留有少量余量，設計熱效率為95%。
rto正常運行時，驅動20000nm3/h廢氣所需的風機電耗約為40kw，在1.7g/nm3廢氣濃度下需消耗7m3/h天然氣，以維持設備燃燒溫度。若電費按0.9rmb/kwh,天然氣按3.5rmb/m3計算，則每小時的運行費用約為60元，并不高。
如果廢氣濃度在2.1g/nm3以上，則正常運行時不需要天然氣，燃燒器會自動關閉，所以只有風機能耗費用，僅為36元/小時。
如果濃度遠超過2.1g/nm3，則可以回收余熱。余熱可以用來給烘箱供熱，從而節省生產設備的能耗，也可以用來生產熱水和為建筑物供暖。因此在廢氣有較多余熱的情況下，充分利用余熱可以創造效益。例如若廢氣濃度為4g/nm3（80kg/h）,則可利用的最大余熱約為50萬kcal,假設利用率為60%，可回收30萬kcal。如果印刷烘干所需的功率約為60萬kcal（假設烘干溫度為80℃），可節約50%的能耗。如果濃度達到6g/nm3，則可節約75%的能耗，一般說，如果采用氣-氣換熱系統，回收的余熱產生的效益可以在兩年左右就收回設備投資。
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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。但在有些在廢氣風量較大，濃度較低的情況下，可以適用濃縮轉輪技術。
1.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，最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。現行國家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×(145%)+7.8t)/120h
=0.087t
=87kg/h
該印刷機的廢氣風量a約為30000nm3/h。考慮到溶劑的揮發損失，溶劑按80%估算進入設備后排出,則廢氣濃度c為：
c=87(kg/h)*80%/30000(nm3/h)
=2.32g/nm3
此結果為濃度的一個估算平均值，測試結果應與之相差不太大。通常情況我們需要知道典型狀態下的平均濃度和可能的最大濃度。最大濃度可以在知曉平均濃度的基礎上，結合工藝具體情況進行估算。如果設計有余熱回收系統，最好對平均濃度進行測量，以便確保余熱計算值與工程完工后的實際值偏差不大，避免投資失誤。
此外廢氣成分也影響到廢氣治理方法的選擇。考慮到廢氣成分的特點，不同治理方式的處理效果也不同，如廢氣成分比較簡單時（1-2種溶劑），數量大時可選擇冷凝回收、催化燃燒或者蓄熱燃燒處理等方式，都可以達到較好的效果；但如果廢氣成分較多時，則優先選擇燃燒。
2.處理方法的選擇
在廢氣風量、廢氣濃度和成分知曉的情況下，可以選擇相應的處理方式，可以參照下表進行選擇（僅供參考）：
以上表格推薦方法首先基于處理效果考慮，能夠使廢氣處理達標排放，其次考慮到設備運行成本和投資等方面。當然由于客戶廢氣的獨特性和客戶的特別要求，實際選擇處理方式與表格所推薦方式有可能會有所不同。
3.成本控制
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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；二是燃料消耗，通過燃料燃燒為rto提供熱能，維持設定的燃燒溫度；下面通過一個例子計算來說明一下：
以印刷行業廢氣為例。某臺印刷機械廢氣風量約為20000nm3/h，廢氣溫度約為40℃，濃度約1.7g/nm3(34kg/h)，廢氣綜合燃燒熱值約為6500kcal/kg，rto設計風量為22000nm3/h，留有少量余量，設計熱效率為95%。
rto正常運行時，驅動20000nm3/h廢氣所需的風機電耗約為40kw，在1.7g/nm3廢氣濃度下需消耗7m3/h天然氣，以維持設備燃燒溫度。若電費按0.9rmb/kwh,天然氣按3.5rmb/m3計算，則每小時的運行費用約為60元，并不高。
如果廢氣濃度在2.1g/nm3以上，則正常運行時不需要天然氣，燃燒器會自動關閉，所以只有風機能耗費用，僅為36元/小時。
如果濃度遠超過2.1g/nm3，則可以回收余熱。余熱可以用來給烘箱供熱，從而節省生產設備的能耗，也可以用來生產熱水和為建筑物供暖。因此在廢氣有較多余熱的情況下，充分利用余熱可以創造效益。例如若廢氣濃度為4g/nm3（80kg/h）,則可利用的最大余熱約為50萬kcal,假設利用率為60%，可回收30萬kcal。如果印刷烘干所需的功率約為60萬kcal（假設烘干溫度為80℃），可節約50%的能耗。如果濃度達到6g/nm3，則可節約75%的能耗，一般說，如果采用氣-氣換熱系統，回收的余熱產生的效益可以在兩年左右就收回設備投資。
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