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VOCs减排如何进行?包装印刷企业需知!

时间:2017-05-19 10:41:19来源:互联网

  【印联传媒资讯】目前在包装印刷领域最有效,最彻底,也是最可靠的处理方法是热分解法,即通过高温燃烧或在一定温度下通过催化剂热分解VOCs,相应的处理设备主要有蓄热式焚烧炉(RTO)和蓄热室催化焚烧(RCO)。由于过程采用了高效陶瓷蓄热体,设备本身具有很高的热效率(可达95%以上),因此能够比较节能的运行。

 

  在美国,三十年前VOC治理之初,也曾尝试用吸附、等离子等方法处理,但之后陆续均被热分解方式替代。RTO由于具有高的热效率和净化效率,在废气浓度适宜情况下,设备能够在比较节能的情况下高效地完成废气的处理,同时具有很高的可靠性和比较长的寿命(可超过20年),因此在国外,目前RTO是包装印刷行业用来处理废气的最典型设备。但在有些在废气风量较大,浓度较低的情况下,可以适用浓缩转轮技术。

 

  1.废气工艺参数的确定

 

  选择处理方法前,首先要确定好三个关键参数—废气风量、废气浓度、废气成分。

 

  废气风量可以根据设备的原始设计参数或者排风机的参数得来,最准确的方式是现场测量(如果有测试仪器的话)或者找第三方测量。

 

  其次是废气浓度,废气的浓度可以检测,我们建议采用移动FID设备对废气浓度进行检测。现行国家标准规定的取样点式采样检测方法不太准确,测试结果容易出现较大的偏差,可能会偏低较多,所以按照此结果选择的处理方法可能出现较大的问题,如处理后不达标的问题。同时为了确保浓度数据可靠,我们同时也建议对废气浓度进行估算,其结果与测试结果不应该有大的偏差。在某些情况下可以根据依据估算结果来选择和设计处理方案。下面介绍一下有组织排放废气浓度一个简单估算方法:

 

  有组织排放废气浓度可用单位小时消耗的溶剂量S(kg/h)除以废气风量A(Nm3/h)简单估算而来。下面以一个实例来说明:

 

  某10色印刷机,在120小时内供消耗油墨4.8t,添加溶剂(乙醇,正丙酯,乙酯等)共7.8t,工艺过程中也使用一定量的水墨,由于此水墨基本不含VOCs,因此不计入。油墨固含量约为45%,因此单位时间消耗的溶剂量S:

 

  S=(4.8t×(145%)+7.8t)/120h

  =0.087t

  =87kg/h

 

  该印刷机的废气风量A约为30000Nm3/h。考虑到溶剂的挥发损失,溶剂按80%估算进入设备后排出,则废气浓度C为:

 

  C=87(kg/h)*80%/30000(Nm3/h)

  =2.32g/Nm3

 

  此结果为浓度的一个估算平均值,测试结果应与之相差不太大。通常情况我们需要知道典型状态下的平均浓度和可能的最大浓度。最大浓度可以在知晓平均浓度的基础上,结合工艺具体情况进行估算。如果设计有余热回收系统,最好对平均浓度进行测量,以便确保余热计算值与工程完工后的实际值偏差不大,避免投资失误。

 

  此外废气成分也影响到废气治理方法的选择。考虑到废气成分的特点,不同治理方式的处理效果也不同,如废气成分比较简单时(1-2种溶剂),数量大时可选择冷凝回收、催化燃烧或者蓄热燃烧处理等方式,都可以达到较好的效果;但如果废气成分较多时,则优先选择燃烧。

 

  2.处理方法的选择

 

  在废气风量、废气浓度和成分知晓的情况下,可以选择相应的处理方式,可以参照下表进行选择(仅供参考):

 

  以上表格推荐方法首先基于处理效果考虑,能够使废气处理达标排放,其次考虑到设备运行成本和投资等方面。当然由于客户废气的独特性和客户的特别要求,实际选择处理方式与表格所推荐方式有可能会有所不同。

 

  3.成本控制

 

  成本控制是每个企业在选择废气处理设备时一定会考虑的重要因素!

 

  RTO能耗主要来源于两个方面,一是风机电耗,主要是主风机和燃烧器风机,主风机用于驱动废气流动,燃烧器风机用来给燃烧器供风;二是燃料消耗,通过燃料燃烧为RTO提供热能,维持设定的燃烧温度;下面通过一个例子计算来说明一下:

 

  以印刷行业废气为例。某台印刷机械废气风量约为20000Nm3/h,废气温度约为40℃,浓度约1.7g/Nm3(34kg/h),废气综合燃烧热值约为6500kcal/kg,RTO设计风量为22000Nm3/h,留有少量余量,设计热效率为95%。

 

  RTO正常运行时,驱动20000Nm3/h废气所需的风机电耗约为40kw,在1.7g/Nm3废气浓度下需消耗7m3/h天然气,以维持设备燃烧温度。若电费按0.9RMB/kwh,天然气按3.5RMB/m3计算,则每小时的运行费用约为60元,并不高。

 

  如果废气浓度在2.1g/Nm3以上,则正常运行时不需要天然气,燃烧器会自动关闭,所以只有风机能耗费用,仅为36元/小时。

 

  如果浓度远超过2.1g/Nm3,则可以回收余热。余热可以用来给烘箱供热,从而节省生产设备的能耗,也可以用来生产热水和为建筑物供暖。因此在废气有较多余热的情况下,充分利用余热可以创造效益。例如若废气浓度为4g/Nm3(80kg/h),则可利用的最大余热约为50万Kcal,假设利用率为60%,可回收30万Kcal。如果印刷烘干所需的功率约为60万Kcal(假设烘干温度为80℃),可节约50%的能耗。如果浓度达到6g/Nm3,则可节约75%的能耗,一般说,如果采用气-气换热系统,回收的余热产生的效益可以在两年左右就收回设备投资。

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