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活性炭吸附法应用在包装印刷行业废气治理

发布时间:2016-09-23 09:12

1.2 出产技能及废气来历
打印技能首要有平版打印、凸版打印、凹版打印和孔版打印。不同打印技能的VOCs来历和排放办法基本相同:VOCs来历于所运用的油墨及稀释剂、复合用胶黏剂及设备清洁剂,也许的排放路径有:油墨分配进程溶剂蒸发、打印进程油墨溶剂蒸发、烘干期间、复合进程及设备清洁进程等。
平版打印公司所运用的油墨包括溶剂型油墨、植物大豆油墨、UV固化油墨和水性油墨,其间溶剂型油墨蒸发性有机化合物含量较高,是平版打印公司首要的VOCs排放源。此外,平版打印在出产进程中所运用的有机溶剂型洗车水及润版液等也是VOCs排放源之一。
凸版打印通常用于商品包装打印,关于颜色请求不高的瓦楞纸包装箱商品通常运用水性油墨,简直不存在VOCs排放,关于颜色鲜艳的薄膜成品则通常运用醇溶性油墨,打印进程发作VOCs污染。
凹版打印广泛运用于包装和特别商品打印范畴,适用于薄膜、复合资料及纸张等介质,通常运用低粘度,高VOCs含量的油墨,打印进程发作许多的VOCs,且成分杂乱。
孔版打印VOCs首要来历于油墨及清洁剂,运用溶剂型油墨时VOCs排放浓度相对较高。
复合技能是指运用胶黏剂将不同的基材经过压贴粘合构成二种或多种资料的组合的一种印后加工办法。包括干式复合、湿式复合、挤出复合、热熔复合等技能,其间干式复合技能需求运用许多的胶黏剂和稀释剂,VOCs排放量较大,且成分单一。
1.3 有机废气排放特性
现在来说油墨分为酯溶性油墨和醇溶性(也称为水溶性)油墨,依据大多数标签的资料为PVC,酯溶性油墨占有份额较大,酯溶性油墨中会含有乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、异丙醇等组分,且耗量较大,而醇溶性油墨中大多数溶剂为乙醇。
打印技能进程中的排放特征是浓度低、风量大,浓度规划首要在300~800mg/m。之间,每台打印机的排风量大约在30000~50000m3/h摆布。因为其油墨组分多,故VOCs排放成分杂乱。
干式复合技能进程中的排放特征是浓度较高,风量相对较低,浓度规划在1000~3000mg/m。之间,并且因为粘胶剂配方单一,故排放VOCs成分简略,为单一的乙酸乙酯。近年来,包装职业内关于环保出产越来越注重,有意识选用水溶性复合胶水替代传统乙酸乙酯胶水,跟着环保型原料的技能进步,复合出产的VOCs排放有望在不远的将来得到彻底改善。但就现在来说,乙酸乙酯胶水复合仍然是首要的出产办法。
以上两种工序排放的溶剂气体均易于吸附:溶剂的运用量大,环境污染严峻,急需管理。
2管理计划挑选
2.1 多见处理办法比照
挑选有机废气处理办法,总体上应依据以下要素:有机污染物质的类型、有机污染物质浓度水平、有机废气的排气温度、有机废气的排放流量、微粒散发的水平、需求到达的污染物操控水平。
有机废气的处理办法品种繁复,特色各异,常用的有冷凝法、吸收法、焚烧法、催化法、吸附法、低温等离子、生物法、蓄热式氧化法等(见图2)。
1)冷凝法:将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝,冷凝液经别离收回有价值的有机物。该法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理,但此法出资大、能耗高、运转费用大,不适用于低浓度、大风量的包装打印尾气管理。
2)吸收法:可分为化学吸收和物理吸收,通常不选用化学吸收。物理吸收是选用具有较小的蒸发性的液体吸收剂,它与被吸收组分有较高的亲和力,吸收饱满后经加热解析冷却后从头运用。该法用于大气量、温度低、浓度低的废气,设备杂乱、出资大,吸收液的选用比照艰难,液体吸收法净化率只要60%~80%,这种办法实践运用存在吸收功率不高,通常难以到达国家排放规范,并且存在着二次污染疑问;
3)直接焚烧法:使用燃气或燃油等辅佐燃料焚烧放出的热量将混合气体加热到必定温度(700~800℃),驻留必定的时刻,使可燃的有害气体焚烧。该法技能简略、设备出资少,但能耗大、运转本钱高。关于处理低浓度、大风量的包装打印尾气,挑选直接焚烧法太不经济,并且糟蹋动力。
4)催化焚烧法:将废气加热到200~300℃经过催化床焚烧,到达净化目的。该法能耗低、净化率高可达95%、无二次污染、技能简略操作便利。适用于小风量、高温、高浓度的有机废气管理,不适用于低浓度、大风量的包装打印尾气管理。
5)吸附法:
①直接吸附法:有机气体直接经过活性炭,可到达95%的净化率,设备简略、出资小、操作便利,但需常常替换活性炭,若无再生设备, 则运转费用太高;因而可用于浓度低、污染物不需收回的场合。
②吸附收回法:有机气体经活性炭吸附,该法使用活性炭等吸附剂吸附有机废气,挨近饱满后用水蒸汽反吹活性炭进行脱附再生,水蒸汽与脱附出来的有机气体经冷凝、别离,可收回有机液体。该法净化功率较高,但请求供给必要的蒸汽量,适用于低浓度、大风量的包装打印尾气管理。
③吸附--催化焚烧法:运用新型活性炭(多为蜂窝炭或纤维炭)吸附浓缩低浓度的有机废气,吸附挨近饱满后引进热空气加热活性炭,使有机废气脱附出来进入催化焚烧床进行无焰焚烧净化处理,热气体在体系中循环运用或增设二级换热器进行热能收回。该法将低浓度的有机废气经过活性炭将其浓缩成高浓度的有机废气再经过催化焚烧彻底净化。但催化剂容易易中毒,需定时替换催化剂,构成运转费用太高。
6)低温等离子法:使用介质放电发作的等离子体以极快的速度重复炮击废气中的气体分子,去激活、电离、裂解废气中的各种成分,经过氧化等一系列杂乱的化学反响,使杂乱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物质。
该法耗费低,具有设备简略,易于操作,占地面积小,运用便利等长处,可是在实践运用中存在着净化功率低的疑问。因为是一项新技能,大家关于其效果机理研讨不行充沛,还没有构成规律性知道,许多公司只是在仿照这项技能,并没有真实把握真实的核心技能。
7)生物法:该法是依据老练的生物处理污水技能上发展起来,具有能耗低、运转费用少的特色,在国外有必定规划的运用。其缺陷在于污染物在传质和消解进程中需求有满足的停留时刻,然后增大了设备的占地,一起因为微生物具有必定的耐冲击负荷限值,添加了全部处理体系在停启时的操控。该法现在在国内污水站废气管理中有少数运用,对工业废气管理的运用很少。
8)光催化氧化法:该法是经过光催化氧化反响净化消除蒸发性有机气体。所谓光催化氧化反响,即是让太阳光或别的必定能量的光照耀光敏半导体催化剂时,激起半导体的价带电子发作带间跃迁,即从价带跃迁到导带,然后发作光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒外表的溶解氧俘获电子构成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂外表的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能使有机污染物氧化至终究产品CO2和H2O。使用光催化氧化技能处理废气是一种运用前景十分广阔的办法。可是现在大多数还在是运用于室内空气的净化,首要用于处理低浓度有机废气范畴,有用运用于较高浓度有机废气处理的工业运用还很少,处理功率得不到保证。
9)蓄热式氧化法:该法是使用天然气或燃料油焚烧放出的热量将混合气体加热到必定温度825℃,滞留必定的时刻(0.5~1秒),使可燃的有害物质进行高温分化变为无害物质。本法的特色:技能简略、去掉率高,经过蓄热资料收回热量,能够到达90~95%的热收回率,运转费用较少,尤其关于一些杂乱组分处理效果较好。
2.2管理计划断定
在包装出产中,因为干复技能的废气风量小、浓度较高、VOCs排放成分单一,此处废气主张选用活性炭纤维吸附+水蒸气脱附再生收回技能、颗粒活性炭吸附+氮气维护再生收回技能,将收回的溶剂(乙酸乙酯)经过提纯后进行再使用。
关于打印技能来说,因为废气具有大风量、低浓度、成分杂乱不具有收回价值等特色,此处废气主张选用旋流板塔+过滤器+沸石浓缩转轮设备(浓缩倍率5~20倍)+ 蓄热式焚化炉(RTO)+热能回用处理后合格排放。每座沸石转轮浓缩设备最大可处理风量约100,000 m3/h (需视废气成分/浓度/性能需求调整),若常温废气风量大,能够并联沸石浓缩转轮(使处理风量添加),并藉由此设备本身高浓缩之特性,使脱附后废气风量大幅下降,可下降全体体系设置本钱及RTO炉操作本钱。
关于打印技能设备是间歇作业的场合下,此处废气主张选用吸附浓缩+催化焚烧+热能回用处理后合格排放。
2.3首要设计依据
依据国家及职业有关规范和规范,为客户供给定制化的管理技能计划,首要触及依据如下:
《中华人民共和国环境维护法》;
《中华人民共和国大气污染防治法》;
《大气污染物综合排放规范》 GB16297-1996;
《恶臭污染物排放规范》 GB 14554-93;
《吸附法工业有机废气管理工程技能规范》 HJ2026-2013;
《催化焚烧法工业有机废气管理工程技能规范 》 HJ2027-2013;
《工业公司噪声丈量规范》GBJ122-88;
《工业与民用供配电体系设计规范》GB50052-2009;
《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243-2002;
北京市当地规范DB11/1201-2015《打印业蒸发性有机物排放规范》;
天津市当地规范DB12/524-2014《工业公司蒸发性有机物排放操控规范》;
上海市当地规范DB31/872-2014《 打印业大气污染物排放规范》;
广东省当地规范DB44/815-2010《 包装打印职业蒸发性有机化合物排放规范 》;
3 技能计划介绍
3.1活性炭纤维吸附+水蒸气脱附再生收回技能计划
3.1.1计划概述
干复技能排出的废气具有风量小、浓度较高、VOCs排放成分单一等特色,此处废气主张选用活性炭纤维吸附+水蒸气脱附再生收回技能、颗粒活性炭吸附+氮气维护再生收回技能,将收回的溶剂(乙酸乙酯)经过提纯后进行再使用。
从吸附技能来讲,水蒸气脱附再生收回技能依然是干流技能,技能不断得到了不断完善,故在此处重点介绍。
3.1.2技能流程
ACF系列活性炭纤维吸附收回有机废气设备设置多个吸附器,共用一套管路体系,运转时吸附器顺次进入吸附状况。有机废气经预处理后由吸附器下部进入吸附器内部,穿过活性炭纤维,净化后的气体由吸附器顶部排出。当到达动态吸附饱满后,吸附器主动切换到脱附状况,蒸汽由吸附器顶部进人,穿过活性炭纤维,将被吸附的有机废气脱附出来并带出吸附器进入冷凝器,有机废气和水蒸气的混合物经冷凝流入分层槽,进行分层收回;脱附洁净的吸附器进入枯燥再生工序,进入下一个吸附循环。分层槽中的废水进入污水处理体系。
本处理技能由6个首要技能过程构成:预处理(依据详细工况而定)、吸附、蒸汽脱附、负压抽干、枯燥降温及计量收回。技能流程图如图3所示:
3.2沸石浓缩转轮设备+蓄热式焚化炉(RTO)技能计划
3.2.1计划概述
打印技能排出的废气具有大风量、低浓度、成分杂乱不具有收回价值等特色,此处废气主张选用旋流板塔+过滤器+沸石浓缩转轮设备(浓缩倍率5~20倍)+ 蓄热式焚化炉(RTO)+热能回用处理后合格排放。每座沸石转轮浓缩设备最大可处理风量约100,000 m3/h (需视废气成分/浓度/性能需求调整),若常温废气风量大,能够并联沸石浓缩转轮(使处理风量添加),并藉由此设备本身高浓缩之特性,使脱附后废气风量大幅下降,充沛搜集有机废气焚烧发作的热能,用于设备运转或为公司供给动力,可下降全体体系设置本钱及RTO炉操作本钱。
3.2.2技能流程
(1)预处理
因废气中含有必定量易固化杂质具有粘性,若未经去掉直接进入吸附设备,这些易固化杂质极易粘附在吸附资料上,构成吸附资料有用吸附面积下降,乃至构成吸附资料微孔堵塞,严峻影响吸附效果、添加体系阻力乃至给体系构成安全隐患,因而在进入沸石分子筛前有必要有用去掉废气中的漆雾杂质。因而本技能在吸附体系前设置旋流板塔+过滤器作为预处理器,使用旋流板塔内水气喷雾以及过滤器本身的精巧构造高效去掉废气中的粉尘及尘杂物质,然后保证由风机抽风引进的废气中所含尘杂在进入吸附资料前得到有用的阻拦过滤。
旋流板塔除尘机制首要是尘粒与液滴的惯性磕碰,离心别离和液膜粘附等。这种塔板因为开孔率较大,答应高速气流经过,因而负荷较高,处理才能较大,压降较低,操作弹性较大。旋流塔板叶片如固定的风车叶片,气流经过叶片时发作旋转和离心运动,吸收液经过中心盲板均匀分配到个叶片,构成薄液层,与旋转向上的气流构成旋转和离心的效果,喷成细微液滴,甩向塔壁后。液滴受重力效果集流到集液槽,并经过降液管流到下一塔板的盲板区。具有必定风压、风速的待处理气流从塔的底部进,上部出。洗刷液从塔的上部进,下部出。气流与洗刷液在塔内作相对运动,并在旋流塔板的构造部位构成很大外表积的水膜,然后大大进步了洗刷效果。每一层的吸收液经旋流离心效果掉入边际的搜集槽,再经导流管进入下一层塔板,进行下一层的洗刷除杂尘处理段。循环液应及时排入贵司污水处理设备中并进行弥补新鲜水保证其洗刷效果。
旋流塔后端选用过滤器作为第二级预处理设备。其改善后的构造首要由组合滤网+蜂窝活性炭构成。组合滤网层设置有多层过滤资料。进入其间的粉尘颗粒和水雾,通常随气流作惯性运动或无规则布朗运动或受某种场力的效果而移动,当微粒运动撞到纤维介质时,因为范德华力的效果使得微粒粘到纤维外表。进入过滤介质的颗粒有较多碰击介质的时机,撞上介质就会被粘住,较小的颗粒彼此磕碰会彼此粘构造成较大颗粒而沉降。经过上述效果实现对粉尘、水雾的阻拦过滤。过滤器内设置蜂窝活性炭层,能够进一步去掉漆雾粉尘,且能截留废气中高沸点有机物,保证后端转轮正常运转。
过滤器装备压差报警,实时监控内部滤网阻力改变,当阻力到达设定值时,体系报警并提示替换过滤棉,保证体系安稳运转。
(2)沸石转轮体系
涂装废气经过旋流板塔及过滤器去掉漆雾后进入沸石转轮吸附,吸附后的洁净气体经烟囱合格排放。冷却气经过沸石转轮冷却区预加热后再经过热交换器升温至所需的脱附温度,进入沸石转轮的脱附区,脱除吸附在分子内的有机组分。
(3)RTO体系
脱附后的废气由脱附风机加压进入RTO炉,经过气缸股动挡板运动,重复切换执行进气/排气操作。
RTO炉中选用燃气焚烧器对废气进行加热,使焚烧室温度操控在850℃摆布,保证VOCs氧化彻底。经高温氧化处理后的废气经蓄热层收回热量后经烟囱合格排放。
当RTO体系需求泊车、维修时,废气由旁路管经烟囱直接排空。
3.3吸附浓缩+催化焚烧技能计划
3.3.1计划概述
打印技能排出的废气具有大风量、低浓度、成分杂乱不具有收回价值等特色,假如打印技能设备是在间歇作业的场合下,此处废气主张选用预处理+吸附浓缩+催化焚烧+热能回用处理后合格排放。
3.3.2技能流程
本设备技能流程为:吸附浓缩—解吸脱附—催化焚烧的技能流程。采取单气路作业(参见图8)办法,由2个活性炭吸附器,一个催化焚烧器(辅之低压风机、阀门等构成)。废气经预处理除掉粉尘、颗粒状物质后,送入活性炭吸附器A,当活性炭吸附器A挨近饱满时,首先将处理气体主动切换到活性炭吸附器B(活性炭吸附器A停止吸附操作),然后用热气流对活性炭吸附器A进行解吸脱附,将有机物从活性炭上脱附下来。在脱附进程中,有机废气已被浓缩,浓度较本来进步几十倍,达2000ppm以上,浓缩废气送到催化焚烧设备,最终被变成CO2与H2O排出。
完结解吸脱附今后活性炭吸附器A进入待用状况,待活性炭吸附器B挨近饱满时,体系再主动切换回来,一起对活性炭吸附器B进行解吸脱附,如此循环作业。
当有机废气的浓度到达2000ppm以上时,催化床内可维持自燃,不必外加热。这个计划不只大大节省了能量的耗费,并且因为催化焚烧器的处理才能仅需原废气处理量的1/10(3000m3/h),所以一起也下降了设备出资。本计划既适合于接连作业,也适合于间断作业。
单台活性炭吸附器的解吸脱付大约需求2-3小时。
吸附风机用变频器操控,能够按照需求的风量或许设备进口的净负压来进行调理。
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