VOCs減排如何進行?包裝印刷企業需知!

      發布時間:2024-06-17 點擊:80
      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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