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印刷行业常见的VOCS废气处理技术

发布时间:2019-08-26 浏览量:

  由于印刷行业VOCs废气成分及性质的复杂性和单一治理技术的局限性,在很多情况下,采用单一技术往往难以达到治理要求,而且也是不经济的。济南草木绿建议,在印刷废气治理过程中,要利用不同治理技术的优势,采用组合治理工艺,这样不仅可以满足排放要求,同时可以降低净化设备的运行费用。

  总起来讲,印刷行业中,在凹版印刷和复合膜复合工艺VOCs的浓度相对较高,通常可以进行回收利用,在其他印刷工艺中,VOCs的浓度较低。目前,在印刷行业应用较为广泛的有吸附回收技术、吸附浓缩技术、蓄热燃烧技术、催化燃烧技术和低温等离子体技术等。

  (1)吸附技术

  在凹版印刷和复合工艺中,由于VOCs的浓度较高,采用吸附回收技术对废气中的溶剂进行回收通常具有较好的经济效益。根据吸附剂再生工艺的不同,目前常用的吸附回收工艺包括水蒸气再生工艺和氮气解析再生工艺两种。吸附材料主要为活性炭颗粒和活性炭纤维两类。

  ①活性炭纤维吸附+水蒸汽解吸+冷凝回收技术

  生产车间排出的含VOCs的废气,先经过阻火器后,进入过滤器,经过活性炭纤维吸附器进行吸附。吸附一定量有机溶剂的活性炭纤维,用饱和水蒸汽进行解吸,解吸出来的有机溶剂和水蒸汽的混合物进入用循环水冷却的冷凝器,冷凝后的气液混合物,先经过气液分离器(使没有完全冷凝下来的有机物通过分离重新回到风机前吸附),再经过螺旋板冷凝器再次冷凝后流入分层槽中沉降分层,上层的有机溶剂直接流入储槽中,下层的分层废水里含7~8%的溶剂,需要进行精馏处理后,排放到废水处理系统。在一箱进行吸附的同时另一箱则进行解吸和干燥,整个程序PLC控制,自动切换运行。

印刷行业常见的VOCS废气处理技术

  图4.3-1活性炭纤维吸附+水蒸汽解吸冷凝回收工艺流程图

  ②颗粒炭吸附+热氮气解吸+冷凝回收技术

  车间有机废气抽送到溶剂回收装置的气体前处理单元,经过过滤和冷却到合适的温度后,送入吸附器,溶剂气体被活性炭吸附。吸附后的洁净气体由烟囱排放到大气中。当吸附剂被吸附饱和时,转换到另一个吸附器进行吸附,饱和的吸附器被引入的高温氮气脱附出的气体经冷凝器对溶剂进行冷凝回收。回收的溶剂经精馏设备进行分离后回用。

印刷行业常见的VOCS废气处理技术

  图4.3-2颗粒炭吸附+热氮气解吸冷凝回收工艺流程图

  ③颗粒炭吸附+水蒸汽解吸+冷凝回收技术

  有机废空气先后经过过滤器预处理,滤去废空气中粉尘及漆雾小液滴,经冷却器冷却到40℃以下,再由高压离心风机抽送进入装有活性炭的吸附罐内。在通过活性炭层时,有机溶剂被活性炭吸附在孔隙中,空气则透过炭层。达到排放要求的废气由吸附罐顶部排放口排放。吸附罐内吸附一定时间,当吸附罐顶部即将穿透时,系统自动启动真空泵进行抽吸,同时通入低压蒸汽加热气提溶剂,使活性炭得到再生。从活性炭表面脱附下来的有机溶剂和水蒸汽进入冷凝器冷凝成液体后,混合液体进入比重分离槽自动分离,分离出来的溶剂液进入储槽,废水直接排到废水处理场。

印刷行业常见的VOCS废气处理技术

  图4.3-3 颗粒炭吸附+水蒸汽解吸冷凝回收工艺流程图

  (2)吸附浓缩-催化燃烧技术

  吸附浓缩-燃烧技术是将吸附技术和燃烧技术相结合的一种集成技术,将大风量、低浓度的有机废气经过吸附/脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气,然后经过燃烧净化,并且可以有效的利用有机物的燃烧热。该技术适宜处理中低浓度有机废气(一般<2000mg/m3)的治理。对于凹版印刷和复合膜复合过程产生的废气,如果回收量小不宜进行回收时,一般采用吸附浓缩-催化燃烧技术进行治理;对于其他类型(平板、胶印等)的印刷废气、车间集中排放废气等,由于VOCs浓度较低,一般也要采用吸附浓缩-催化燃烧技术进行治理。

  目前在国内多采用蜂窝活性炭浓缩+催化燃烧技术,该技术投资和运行费用都较低,对于印刷废气可以实现达标排放的要求,在印刷行业废气治理中得到了广泛地应用。

印刷行业常见的VOCS废气处理技术

  图4.3-4 蜂窝活性炭吸附浓缩+催化燃烧工艺流程图

  采用蜂窝活性炭浓缩技术,一般采用热空气对活性炭进行再生,安全性较差,特别是有酮类化合物(如丁酮)存在的情况下,活性炭的燃点降低,在再生过程中容易发生着火现象。因此,目前国外普遍采用蜂窝状的分子筛转轮+催化燃烧工艺,分子筛作为吸附材料,避免了活性炭的着火问题,安全性大大提高。但由于设备造价高,在国内的印刷业废气治理中尚未得到大规模的应用,但随着环保要求的不断提高,目前已经有一些企业正在尝试采用该技术,是今后的发展趋势之一。

  (3)低温等离子体技术

  低温等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术。等离子体被称为物质的第4种形态,由电子、离子、自由基和中性粒子组成。低温等离子体有机气体净化就是利用介质放电所产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的异味气体分子,去激活、电离、裂解废气中的各种成分,通过氧化等一系列复杂的化学反应,打开污染物分子内部的化学键,使复杂大分子污染物转变为一些小分子的安全物质(如二氧化碳和水),或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害的物质。

  低温等离子体净化技术的优点是:①等离子体反应器阻力低,系统的动力消耗低;②不需要预热,净化装置可以即时开启与关闭;③所占空间比现有的其他技术更小;④装置简单,易于进行安装和搬迁。 缺点是:①净化效率低(一般 30~70%),只适用于低浓度废气净化(一般低于300mg/m3为宜);②产物复杂,通常需要进行二次吸收处理;③等离子的产生方式不同,目前尚缺乏系统的研究比对。因此,该技术只适用于低浓度含VOCs废气的治理(一般低于300mg/m3)。对于平板、胶印等工艺产生的废气,VOCs浓度一般较低,采用该技术可以实现达标排放的要求(一级或多级等离子体净化后)。因此,近年来在部分平版胶印企业的废气治理中得到了应用。