軟包裝的VOCs來自印刷和復(fù)合過程對油墨、膠水的烘干環(huán)節(jié),主要成分有乙醇、異丙醇、丙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙酸丁酯等。
目前國內(nèi)大部分軟包裝企業(yè)沒有經(jīng)過處理或只使用等離子、光催化等低效設(shè)備簡單處理,把VOCs廢氣通過印刷機、復(fù)合機的排氣管道直接排向大氣。
多年前有部分企業(yè)選擇吸附回收,但包裝印刷企業(yè)的回收量通常較小,且回收后的組分復(fù)雜,分離提純困難,且出口難達標,所以現(xiàn)在較少。
部分有實力的企業(yè)選擇RTO,但設(shè)備投資大,能耗高,不經(jīng)濟。針對RTO的缺點,部分廠家推廣減風增濃,但該技術(shù)提高了烘箱系統(tǒng)內(nèi)的濃度,濃縮倍率低,需改造凹印機,且改造成本不小,所以應(yīng)用有限。
因為包裝印刷含有大量乙醇等難吸附物質(zhì),所以市面上之前對轉(zhuǎn)輪濃縮的效果持懷疑態(tài)度。經(jīng)過華世潔在轉(zhuǎn)輪的研發(fā)突破,證明了轉(zhuǎn)輪對包裝印刷行業(yè)乙醇的凈化效率可達到90~99%,可滿足排放要求。
隨著國家對環(huán)保檢查的日趨嚴格以及國家和省市VOCs排污費標準出臺,軟包裝行業(yè)對VOCs的治理日漸重視,各類治理技術(shù)也逐漸得到大家的認識。
鑒于軟包裝企業(yè)VOCs成分復(fù)雜、風量大、濃度區(qū)間波動大的實際情況,重點介紹一種比較高效的處理工藝——沸石(分子篩)轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+催化燃燒法,能有針對性地治理軟包裝行業(yè)VOCs,做到持續(xù)達標排放。
一、沸石的結(jié)構(gòu)及特性
沸石是沸石族礦物的總稱,是一種含水的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸礦石。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的沸石有36種,它們的共同特點就是具有架狀結(jié)構(gòu),就是說在它們的晶體內(nèi),分子像搭架子似地連在一起,中間形成很多的空腔。
沸石具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能,因此被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑,也可用于氣體的干燥、凈化和污水處理等方面。
二、工作原理
沸石轉(zhuǎn)輪濃縮催化燃燒法處理有機廢氣的工作原理是:含VOCs廢氣進入沸石轉(zhuǎn)輪,此時廢氣中VOCs絕大部分被轉(zhuǎn)輪上的沸石吸附,而使廢氣中VOCs的含量大幅降低,從而成為較潔凈的氣體,達標排放至大氣中,經(jīng)過轉(zhuǎn)輪吸附再高溫脫附出來的廢氣就變成高濃度的VOCs氣體,可降低后續(xù)處理程序的操作成本。利用沸石濃縮轉(zhuǎn)輪將大風量、低濃度的廢氣濃縮為小風量、高濃度的廢氣,再以催化燃燒的方式,將有機組分轉(zhuǎn)化為無害的CO2和H2O,以達到去除VOCs的目的。
沸石轉(zhuǎn)輪熱力燃燒處理工藝,特別適用于處理大風量、低濃度有機廢氣,可以有效提高處理效率、降低運行成本,VOCs去除效率可達到90%以上,有的甚至能達到99%以上。
沸石轉(zhuǎn)輪吸附的目的是為了將VOCs廢氣從大風量濃縮到小風量高濃度。在小風量情況下,高濃度的VOCs氣體將更高效地被燃燒爐處理。含VOCs的廢氣在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪處理區(qū)的時候被收集,當氣體過了轉(zhuǎn)輪后,VOCs就被轉(zhuǎn)輪上的吸附介質(zhì)吸附從而得到去除。
等轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)到脫附區(qū)域時,附著在轉(zhuǎn)輪上的VOCs被連續(xù)的高溫及低流量脫附氣體從反方向解吸收,高濃縮的VOCs氣體從轉(zhuǎn)盤中脫離并送到燃燒爐進行燃燒處理。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪經(jīng)過脫附區(qū)域,經(jīng)過低溫再生再次轉(zhuǎn)到處理區(qū),對VOCs廢氣進行吸附凈化。
經(jīng)凈化的VOCs廢氣一小部分通過加溫進入脫附區(qū),對吸附介質(zhì)進行再生。大部分已凈化氣體進入燃燒爐的換熱器中,從低溫氣體轉(zhuǎn)換為高溫氣體,并輸送到車間供設(shè)備烘干使用。多余的已凈化氣體則與經(jīng)燃燒處理后的氣體通過排氣筒排放。
燃燒爐的用途是對經(jīng)轉(zhuǎn)輪脫附出來的高濃度VOCs氣體進行燃燒氧化處理,同時利用換熱器對經(jīng)轉(zhuǎn)輪凈化處理的氣體進行加溫。
三、智能控制沸石轉(zhuǎn)輪VOCs凈化處理節(jié)能機組
由青島華世潔環(huán)保公司生產(chǎn)的智能控制沸石轉(zhuǎn)輪VOCs凈化處理節(jié)能熱風機組,使用的是目前能保證持續(xù)穩(wěn)定達標排放的,專業(yè)針對軟包裝VOCs廢氣大風量、低濃度廢氣特點的,廢氣治理+供熱一體機組。
將印刷機、干式復(fù)合機、涂布機所排出的VOCs回收至智能控制沸石轉(zhuǎn)輪VOCs凈化處理節(jié)能機組,在常壓下借助沸石對極性分子和不飽和分子所表現(xiàn)出的強烈吸附能力,對VOCs廢氣進行吸附,經(jīng)過處理的高溫潔凈氣體經(jīng)過高效換熱器后,再送到凹印機、復(fù)合機、涂布機等,對產(chǎn)品進行烘干,取代各種傳統(tǒng)的電加熱方式,并實現(xiàn)凹印機、復(fù)合機設(shè)備排放的VOCs治理達標。這套一體機設(shè)備既節(jié)能減排達到VOCs治理的目的,又能幫助客戶進行熱能回用,節(jié)省70%以上的加熱費用。
智能控制沸石轉(zhuǎn)輪VOCs凈化處理節(jié)能熱風機組具有結(jié)構(gòu)合理、造型新穎、熱量強度大、升溫快、溫度控制穩(wěn)定、安裝操作方便、占地面積小、操作簡單、維護方便、投資經(jīng)濟、運行費用低的特點。整機采用自動智能給熱系統(tǒng),車間需要消耗多少熱量時,自動智能給熱系統(tǒng)會根據(jù)實際需要量增、減給熱量,以達到節(jié)約能源的目的。
四、車間印刷及復(fù)合設(shè)備智能化改造
1、智能控制系統(tǒng)觸摸屏:人性化設(shè)計、PLC智能控制、一鍵啟動,隨時可對溫度及其它運行數(shù)據(jù)進行調(diào)整。
2、PID溫度控制器:在印刷機、復(fù)合機每臺加裝一套PID智能溫度控制器,以實現(xiàn)對每一加熱單元(色組/烘箱)的溫度自動控制,基本達到恒溫的目的。
3、PID凹印排風量同步控制系統(tǒng):凹印機排風系統(tǒng)采用PLC智能聯(lián)機同步控制,在凹印機啟動時,排氣風機同步啟動,啟動時排氣風機在設(shè)定的低頻率運行,當凹印機啟動某個色組的熱風機時,排氣風機會自動增加引風頻率,這個色組的排氣閥門也自動同時打開,逐步啟動其他色組時,排氣風機也自動逐步增加引風頻率,與其相應(yīng)的排氣閥門也自動打開。在關(guān)閉某個色組的熱風機時,排氣風機會自動減少引風頻率,這個色組的排氣閥門也同時自動關(guān)閉。在某些情況下需加、減排氣風量時,也可通過觸摸屏手動調(diào)節(jié)排氣風機的頻率來達到對排氣量的要求,但在停機后,PLC控制器會恢復(fù)到原來程序設(shè)定的頻率,這樣更加節(jié)能。也就是說,機器一旦運行,就會按照PLC的設(shè)置程序進行自動運作,不需要人工進行調(diào)節(jié)。
五、智能控制沸石轉(zhuǎn)輪VOCs凈化處理節(jié)能機組的處理效率以及工藝可行性
智能控制沸石轉(zhuǎn)輪VOCs凈化處理節(jié)能熱風機組采用常壓式輸出熱能空氣,安全性能高。經(jīng)過該機組高溫處理完的揮發(fā)性有機廢氣(主要成分為乙醇、異丙醇、丙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙酸丁酯等)的總排量低于國家和地方法規(guī)中濃度和速率的排放標準。經(jīng)過沸石轉(zhuǎn)輪濃縮系統(tǒng)凈化處理的潔凈氣體,重新循環(huán)運用到印刷機以及復(fù)合機的烘干,為企業(yè)節(jié)約烘干成本。
六、日常運行管理以及監(jiān)管
在設(shè)備日常運行中,各模塊數(shù)據(jù)會上傳到華世潔云平臺,客戶可以通過PC端、手機端對設(shè)備的運行情況進行查看和監(jiān)控,對報警信息及時處理??蛻艨梢愿鶕?jù)當?shù)乇O(jiān)管要求,加裝在線監(jiān)測設(shè)備,實時傳輸?shù)疆數(shù)丨h(huán)保部門。
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