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包装有机溶剂voc处理方案探讨
时间:2013-05-07   来源: 包装前沿   阅读:3570次

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     随着印刷包装行业的迅速发展,凹印机、复合机、涂布机等有机溶剂(Volatile Organic Compounds 简称voc)排放量越来越大。生产过程中有机溶剂一般是油墨或胶粘剂固含量的3~4倍,单广东潮州庵埠软包装企业估计每天排出有机溶剂在300t以上,还有汽车行业、家具行业、印铁行业、彩铝行业、漆包线行业、粘胶带行业、电子行业等都是voc排放大户,估计全国每年排出有机溶剂在500万吨左右。
     有机溶剂中,甲苯、二甲苯等有致癌作用,其他苯类、酯类、酮类等有机溶剂对环境都有不同程度的污染,影响人体健康,且浪费资源。如何更好地处理印刷、复合、涂布、油漆等排出尾气中的有机溶剂成为印刷包装行业一个需要迫切解决的问题。下面谈谈本人对印刷包装企业有机溶剂voc处理的理解和体会,供大家探讨。
     目前voc处理方法有吸附冷凝法、吸收溶解法、反应燃烧法、等离子处理法、多种方法组合法等。
     一、吸附法
     吸附包括活性炭吸附和分子筛吸附。
     活性炭吸附冷凝法在河南卫辉银利达等国内个别企业有试行使用过,但一次性投资较大,活性炭性能随着使用时间加长吸附效果变差,更换活性炭维护费用较大。吸附温度越低,吸附效果越好,因此必须对凹印机、复合机、涂布机等排出的高温废气进行冷却,还有脱附出来的浓度较高的废气用低温进行冷凝,这样制冷消耗的电功率相当大,冷凝出来带有水份(用蒸汽脱附时)的混合溶剂处理起来也难度较大,重复使用有难度,还有水源二次污染问题,有些印刷厂最后只能把花了几百万建起来的吸附生产线拆掉不用。
     对车间等温度较低的场合voc吸附冷凝法较为适合,回收voc值得考虑。
     二、吸收溶解法
     吸收溶解法分水溶液吸收法和有机溶剂吸收法,设备投资不大,但存在对吸收水源的二次污染,吸收率不太高等问题,国内如广东黑马科技等企业,正在该领域开展研发(用有机物作吸收剂),是一种前景较好的方法。
     三、反应燃烧法
     反应燃烧法包括直接反应燃烧法和催化反应燃烧法。
     直接反应燃烧法有普通直接焚烧法和蓄热式焚烧(RTO)法两种。
     普通直接焚烧法:利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧,将混合气体加热,使有害物质在高温作用下分解为无害物质。本法工艺简单、投资较小,适用于高浓度、小风量的废气,但对安全技术、操作要求较高。
     蓄热式焚烧(RTO)法:生产排出的有机废气经过蓄热陶瓷的加热后,温度迅速提升,在炉膛内燃气燃烧加热作用下,温度达到680~1000℃,有机废气中的VOC在此高温下直接分解成二氧化碳和水蒸气,形成无味的高温烟气,然后流经温度低的蓄热陶瓷,大量热能即从烟气中转移至蓄热体,用来加热下一次循环的待分解有机废气,高温烟气的自身温度大幅度下降,再经过热回收系统和其他介质发生热交换,烟气温度进一步降低,最后排至室外大气。其优点有运行费用省,有机废气的处理效率高,不会发生催化剂中毒现象,因此国际上高端设备的VOC处理较多采用这种方法。
     国内进口RTO有几十台,安装在3M公司的涂布线、当纳利印刷线、汽车涂装线、外资制药化工生产线、德国漆包线生产等方面。国内技术人员通过消化吸收国外先进技术和使用国外设备总结摸索出来的经验,自行研制生产出来RTO也已有几十台,其中杭州天祺环保设备有限公司在使用中的RTO有十几台。根据调查, 秋雨印刷(上海)有限公司、上海当纳利印刷有限公司、乐凯公司等印刷涂布生产线还有化工、汽车涂装线上RTO已经达到世界先进国家技术水平。国内还有上十家公司,正在研发生产RTO。
     排出的有机废气VOC浓度较大时,RTO部分热量可回用到印刷涂布烘干箱上,还有从RTO排出来处理后的气体,可通过热交换器预热新鲜空气,再把预热后气体送到烘箱,这样可大大节省加热烘箱能耗,为企业创造良好的经济效益,实现了节能减排,值得大力推广。
     催化反应燃烧法是把废气加热经催化反应燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水。本法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、占地面积少、投资较小,适用于高温或高浓度的有机废气。排出来的处理后的气体,同样可通过热交换器预热新鲜空气,再把预热后气体送到烘箱,这样可大大节省加热烘箱能耗,有效实现节能减排。但催化剂有一定寿命,过期要更换,硫、铅等元素会引起催化剂中毒,高温会使催化剂失效,存在一些局限性。
     四、吸附燃烧法
     吸附燃烧法则综合了吸附法及燃烧法的优点,采用新型吸附材料(蜂窝状活性炭、分子筛等)吸附,在接近饱和后引入热空气进行脱附,脱附后废气引入燃烧床反应燃烧,将其彻底净化。本法适用于大风量、低浓度的废气治理。
     五、等离子体净化技术
     等离子体净化技术是利用高能电子射线激活、电离、裂解废气中各组分,这些高能电子具有很强的氧化性,从而发生一系列复杂的氧化以达到去除voc的目的。
     结语
     笔者近几年对凹印机、复合机、涂布机进排气系统、voc处理及余热回用进行了不断地探索和试验,发现通过对凹印机、复合机、涂布机二次回风过程中加装吸附催化反应装置,可以把一部分voc在进入烘箱之前反应掉,这样就减少了烘箱内voc浓度,更利于材料上voc的挥发,且放出的热量能够被利用,可以达到节能减排的目的。目前,该项目已申报了国家多项专利,被中华环保联合会能源环境专业委员会确认为2009年中国节能减排重点创新示范项目。
     节能减排是众多印刷包装企业乐见其成的好事,期待更多同行共同关注voc处理方法,共建环保节能的包装行业。
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