我國包裝印刷行業(yè)在生產(chǎn)過程中使用大量的溶劑型油墨,而這些溶劑型油墨含有50%-60%的揮發(fā)性組分,加上調(diào)整油墨粘度所需的稀釋劑,在印刷品的生產(chǎn)和干燥過程中會(huì)排放大量的VOC有機(jī)廢氣。而這些VOC有機(jī)廢氣的產(chǎn)生主要集中在以下兩個(gè)工序:
(1)出版印刷企業(yè)VOC有機(jī)廢氣的排放主要集中在印刷和烘干階段;
(2)軟包裝印刷企業(yè)VOC有機(jī)廢氣的排放主要集中在上機(jī)印刷和膠粘復(fù)合兩個(gè)工藝模塊。
1. 主要污染物
國內(nèi)包裝印刷行業(yè)溶劑普遍采用苯系溶劑,而苯系溶劑揮發(fā)量大,產(chǎn)生大量的VOC有機(jī)廢氣,其中主要成分為苯、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等,國家已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)法律限制包裝印刷行業(yè)VOC有機(jī)廢氣的排放限制,具體如下表:
國家標(biāo)準(zhǔn):GB16297-1996新污染源二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)
序號(hào) |
污染物 |
最高允許排放濃度mg/m3 |
最高允許排放速率,Kg/h |
|
排氣高度m |
二級(jí) |
|||
15 |
苯 |
12 |
20 |
0.9 |
30 |
2.9 |
|||
16 |
甲苯 |
40 |
20 |
5.2 |
30 |
18 |
|||
17 |
二甲苯 |
70 |
20 |
1.7 |
30 |
5.9 |
|||
33 |
非甲烷總烴 |
120 |
20 |
1.7 |
30 |
5.3 |
2. 治理工藝
2.1 工藝原理圖
2.2 VOC有機(jī)廢氣吸附過程
2.2.1 印刷機(jī)烘干段產(chǎn)生的印刷VOC有機(jī)廢氣,由風(fēng)機(jī)抽送到溶劑回收裝置的氣體前處理單元,根據(jù)生產(chǎn)車間的具體生產(chǎn)狀況,氣體抽取量由變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理的調(diào)整
2.2.2 VOC有機(jī)廢氣在前處理單元經(jīng)過過濾和冷卻到合適的溫度后進(jìn)入8+1溶劑回收設(shè)備中一級(jí)吸附器,溶劑氣體被活性炭吸附。吸附后的干凈氣體由煙囪排放到大氣中。
2.2.3 排放氣體由VOC有機(jī)氣體分析儀在線檢測,當(dāng)排放氣體中VOC有機(jī)廢氣含量達(dá)到設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)將一級(jí)吸附器由吸附狀態(tài)切換到脫附狀態(tài)。通過對(duì)切換設(shè)定值的設(shè)定,可以改變排放氣體的溶劑含量
2.3 一級(jí)脫附過程
溶劑再生是通過以下幾個(gè)連續(xù)的步驟,在密閉的氮?dú)庋h(huán)過程中實(shí)現(xiàn)
2.3.1 當(dāng)排放氣體中溶劑含量達(dá)到設(shè)定值時(shí),系統(tǒng)將一級(jí)吸附器由吸附狀態(tài)切換到脫附狀態(tài)。氮?dú)庵脫Q程序?qū)⒁患?jí)吸附器內(nèi)的氣體置換成氮?dú)?,置換過程由氧含量分析儀檢測。當(dāng)一級(jí)吸附器內(nèi)氣體氧含量 <3%時(shí),加熱器與循環(huán)風(fēng)機(jī)開始對(duì)一級(jí)吸附器進(jìn)行加熱
2.3.2 蒸汽或熱導(dǎo)油加熱將循環(huán)氣體加熱到130℃進(jìn)入一級(jí)吸附器,一級(jí)吸附器脫附出的溶劑氣體經(jīng)氣體交換器降溫后進(jìn)入用冷卻水冷卻的交換器內(nèi)除水,被降溫除水后的高濃度溶劑氣體進(jìn)入二級(jí)吸附器進(jìn)行二次吸附。吸附后低濃度溶劑氣體經(jīng)氣體交換器換熱后進(jìn)入蒸汽和導(dǎo)熱油加熱器加熱,然后返回一級(jí)吸附器
2.4 二級(jí)脫附過程
2.4.1 一級(jí)吸附器脫附完成后切換至下一吸附循環(huán),脫附出的高濃度溶劑氣體由二級(jí)吸附器吸附;
2.4.2 二級(jí)吸脫附始終工作在氣體自身循環(huán)的密閉狀態(tài),所以只需在首次系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行一次氮?dú)庵脫Q
2.4.3 蒸汽將循環(huán)氣體加熱到130℃進(jìn)入二級(jí)吸附器,二級(jí)吸附器脫附出的溶劑氣體經(jīng)氣體交換器降溫后進(jìn)入用冷卻水冷卻的冷凝器冷凝回收,回收后的氣體經(jīng)加熱后重新返回二級(jí)吸附器,對(duì)二級(jí)吸附器進(jìn)行循環(huán)加熱脫附回收
2.4.4 冷凝回收的溶劑進(jìn)入集處中心進(jìn)行精餾提純后可返回車間循環(huán)使用
3. 運(yùn)行成本
每回收一噸溶劑的運(yùn)行成本約為1200元—1500元(不含設(shè)備折舊)明細(xì)估算如下 :
1) 500度電 0.8 元/度 合計(jì)400元
2) 2噸蒸汽 200元/t 合計(jì)400元
3) 人工工資 150元/t 合計(jì)200元
4) 活性炭損耗 130元/t 合計(jì)130元
5) 維修大修費(fèi)用 30元/t 合計(jì)30元
4. 經(jīng)濟(jì)效益
經(jīng)過處理之后的混合溶劑可以滿足車間生產(chǎn)線的使用要求,直接可以用管道送回印刷車間回用,充分解決了包裝印刷行業(yè)VOC有機(jī)廢氣變廢為寶的工藝難題,而且保證VOC有機(jī)廢氣排放達(dá)標(biāo),解決了環(huán)保設(shè)備只有投入、沒有產(chǎn)出的困境。