軟包裝印刷VOCs治理與旋轉(zhuǎn)式RTO技術(shù)

1、軟包裝印刷VOCSB理與旋轉(zhuǎn)式RTO技術(shù)作者：李承祖李承祖，西安昱昌環(huán)境科技有限公司副總工程師， 高級(jí)工程師，印刷機(jī)技術(shù)專(zhuān)家，1982年西安理工大 學(xué)印刷機(jī)械專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)，中國(guó)衛(wèi)星式柔版印刷機(jī) 技術(shù)創(chuàng)始人?，F(xiàn)狀據(jù)廣東省環(huán)境保護(hù)部門(mén)進(jìn)行的摸底調(diào)查發(fā)現(xiàn)，使用活性炭吸附加光解方法 處理的企業(yè)實(shí)際使用如形同虛設(shè)，企業(yè)選擇吸附光解技術(shù)是看中其建設(shè)成本低。 由于活性炭?jī)r(jià)格比較高，很多企業(yè)為了節(jié)省成本，常年累月都不更換，處理效果 大打折扣，到最后為零。也有公司投入 200多萬(wàn)元，引入吸附+脫附直接燃燒技 術(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該技術(shù)并不夠成熟。有公司投入 1000多萬(wàn)元治理VOCs其采用的 治理技術(shù)成熟與否還需要時(shí)間

2、檢驗(yàn)。 雖然大多數(shù)企業(yè)已有處理裝置在運(yùn)行中， 但 是隨著國(guó)家環(huán)保政策持續(xù)加碼,企業(yè)很難找到合適的VOCS臺(tái)理技術(shù)。目標(biāo)要做好印刷業(yè)VOCS臺(tái)理，首先應(yīng)制定一個(gè)目標(biāo)，目標(biāo)明確了，才能找到解 決的辦法。經(jīng)過(guò)多年來(lái)行業(yè)專(zhuān)家的討論研究，認(rèn)為印刷業(yè)有機(jī)廢氣（VOCs）處理技 術(shù)的評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)從下面幾個(gè)方面考慮：（一）經(jīng)過(guò)處理后，排放達(dá)標(biāo)。各地要求不 同，有 30mg/n3、50mg/n3、80mg/n3、100mg/n3、120mg/n3。對(duì)凈化率的要求在 99%Z上。達(dá)標(biāo)與否由第三方檢測(cè)公司出具檢測(cè)結(jié)果。（二）要持續(xù)達(dá)標(biāo)。不能僅 保持幾天幾十天達(dá)標(biāo)，不能隨著時(shí)間的持續(xù)排放不斷地增加而出現(xiàn)超標(biāo)。經(jīng)得起 第三

3、方在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。（三）利用能源回收技術(shù)，為印刷涂布設(shè)備提供熱能，使企業(yè) 產(chǎn)品成本降低。同時(shí)幾年內(nèi)收回投資成本。（四）運(yùn)行費(fèi)用要低。如果經(jīng)常更換 介質(zhì)，如活性炭、紫外光管、催化劑、設(shè)備關(guān)鍵件就會(huì)使企業(yè)投入無(wú)限的費(fèi)用。（五）解決無(wú)組織廢氣對(duì)環(huán)境的危害。方法下面分析一下行業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的處理技術(shù)。一是收集法，利用 VOCs的物理性質(zhì)通過(guò)吸附或冷凝技術(shù)將廢氣抓取收集， 此種方法的凈化率較低，只有30%-90%隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，處理效率快 速下降，回收的VOCs更是轉(zhuǎn)變成危險(xiǎn)品，處理難度大、處理費(fèi)用高。早期上馬 的在推出，也有企業(yè)還在繼續(xù)上馬。二是分解法,利用紫外線(xiàn)、微生物或等離子等方式將VOCsl行催化分

4、解，60%-90%勺分解效率仍然是此種方法的瓶頸，隨著時(shí)間的推移，分解效率每天都 在下降。由于印刷行業(yè)中廢氣成分復(fù)雜，針對(duì)不同類(lèi)型的廢氣其分解要求不一， 造成了單一的分解法無(wú)法滿(mǎn)足目前 VOCs臺(tái)理的要求。三是燃燒法，燃燒法是國(guó)際通用的最可靠方法。煤與生物質(zhì)直接燃燒法因 排放問(wèn)題已經(jīng)被叫停。而RTCM化燃燒法作為歐美、日韓是在軟包裝行業(yè)、涂布 覆合行業(yè)通用的方法，凈化率高，熱效率高。RTOM化燃燒法7化率達(dá)到97%乂上。其中旋轉(zhuǎn)式RTO爭(zhēng)化率高達(dá)99%-99.5%是燃燒法中效率最高的一種的處理 方式。共識(shí)早在2016年，中國(guó)印刷及裝備器材工業(yè)協(xié)會(huì)環(huán)保及 VOCs治理分會(huì)在了解 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀和國(guó)際發(fā)

5、展情況后，明確指出“凹印 VOC味端治理如果短期內(nèi)沒(méi)有新 技術(shù)出現(xiàn)，RTCW成為主流?！?2017年12月該分會(huì)成員在蕪湖相聚，肯定了兩年 來(lái)推廣使用RTC技術(shù)的成果。一、RTO然燒法處理達(dá)到國(guó)家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)。 二、 廢氣經(jīng)過(guò)減風(fēng)增濃后，經(jīng) RTB解產(chǎn)生的熱能回收給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。 RTO（有機(jī)廢氣氧化焚燒系統(tǒng)）包含傳統(tǒng)的三床式 RTOffi旋車(chē)專(zhuān)式RTO.旋轉(zhuǎn)式RTC#點(diǎn)1、 旋轉(zhuǎn)式RTO寸設(shè)備的風(fēng)壓波動(dòng)小于25Pa,徹底解決了設(shè)備運(yùn)行過(guò) 程中料膜的張力波動(dòng)。2、 旋轉(zhuǎn)式RTO廢氣連續(xù)導(dǎo)入燃燒室，消除了床式 RT8F關(guān)動(dòng)作出現(xiàn) 的1%唆氣泄漏問(wèn)題，凈化率達(dá)到99%Z上；3、 旋轉(zhuǎn)式

6、RTO由于體積小，散熱少，熱效率明顯提高。能有更多的熱能提供給印刷涂布設(shè)備。4、 旋轉(zhuǎn)閥閥體的壽命在二十年以上。5、 三重安全防爆設(shè)計(jì)。出現(xiàn)溶劑總量過(guò)量時(shí)，首先補(bǔ)加新風(fēng)；出現(xiàn)溫度飆升時(shí)安全閥自動(dòng)打開(kāi)；還有是金屬安全膜自動(dòng)爆裂。這是 昱昌公司防止RTOT生爆炸保證設(shè)備安全運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)。旋轉(zhuǎn)式RTO吉構(gòu)旋轉(zhuǎn)式RTO的結(jié)構(gòu)分為驅(qū)動(dòng)區(qū)、分配區(qū)、蓄熱區(qū)、燃燒區(qū)和排放區(qū)幾大部 分。其中分配區(qū)的廢氣旋轉(zhuǎn)分配閥是 RTO設(shè)備的核心部件，通過(guò)分配閥平穩(wěn)旋轉(zhuǎn) 將廢氣均勻的輸送到蓄熱區(qū)不同的扇區(qū)中， 保證廢氣管道中氣體壓力的平穩(wěn)，不 會(huì)對(duì)上游生產(chǎn)設(shè)備的各項(xiàng)工藝指標(biāo)造成任何影響。作為關(guān)鍵部件的分配閥，對(duì)精 度、密封性

7、及壽命都有嚴(yán)格的要求。熱能回收利用旋轉(zhuǎn)式RTOT作時(shí)，首先利用天然氣預(yù)熱加熱區(qū)，達(dá)到 800° C時(shí)，再利用 溶劑分解氧化產(chǎn)生的熱量維持運(yùn)轉(zhuǎn)。排出的大量熱能經(jīng)熱交換器輸送到印刷涂布 設(shè)備，使原有的設(shè)備加熱系統(tǒng)不再消耗能源。節(jié)約的成本可使RTO投資在3-5年內(nèi)收回。下圖為某公司設(shè)備使用 RTOtt熱與原來(lái)使用兩種鍋爐供熱成本對(duì)比用旋轉(zhuǎn)式RTO需要熱量（萬(wàn)大卡）RTO熱（萬(wàn)大卡）余量（萬(wàn)大卜）160.71428571734.64286用天然氣需要熱量（萬(wàn)大卡）天然氣（m3）每月費(fèi)用（萬(wàn)兀）160.7142857210.08403452.94118用生物質(zhì)需要熱量（萬(wàn)大卡）生物質(zhì)T/h每月

8、費(fèi)用（萬(wàn)兀）160.71428570.7142857125.71429VOCs廢氣收集與濃縮旋轉(zhuǎn)式RTOT作時(shí)，當(dāng)廢氣濃度達(dá)到2g/m3時(shí)，廢氣自身分解產(chǎn)生熱量，RTO 燃燒室不再需要天然氣加熱。當(dāng)廢氣濃度達(dá)到2.5g/m3以上時(shí)，多余的熱量就可以供給印刷涂布設(shè)備使用。當(dāng)濃度不足時(shí)，過(guò)過(guò)減風(fēng)增濃技術(shù)一減少進(jìn)風(fēng)量和排 風(fēng)量，讓干燥系統(tǒng)內(nèi)部熱空氣多循環(huán)幾遍來(lái)提高濃度，同時(shí)提高干燥風(fēng)的風(fēng)刀口風(fēng)速就能保證干燥速度和溶劑殘留不超標(biāo)。系統(tǒng)需要的新風(fēng)采集于無(wú)組織氣體重 點(diǎn)區(qū)域，所有烘箱均為微負(fù)壓狀態(tài)，配合地排風(fēng)的合理布置，可有效降低車(chē)間異 昧。在印刷機(jī)熱風(fēng)系統(tǒng)中，有一個(gè)二次回風(fēng)結(jié)構(gòu)，它的本來(lái)作用是回用排出廢

9、 氣的熱能，在印刷物殘留溶劑不超標(biāo)的前提下，盡量加大二次回風(fēng)以降低印刷機(jī) 的加熱成本。而這種方法恰恰實(shí)現(xiàn)了減風(fēng)增濃的目的。當(dāng)新風(fēng)管、回風(fēng)管、排廢 管風(fēng)閥調(diào)節(jié)適當(dāng)時(shí)就能產(chǎn)生很好的節(jié)能和增濃效果。在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了幾種專(zhuān)門(mén) 進(jìn)行減風(fēng)增濃的方法，單色組二次回風(fēng) LEL濃度檢測(cè)控制法、整機(jī)回風(fēng)循環(huán)法 （ES。、整機(jī)回風(fēng)循環(huán)加濃度檢測(cè)控制法（并聯(lián)LEL）,另外還有沸石轉(zhuǎn)輪濃縮法、 空氣能熱泵二次回風(fēng)法、干復(fù)機(jī)烘箱用風(fēng)法，這些方法目前都有安裝或使用。 減 風(fēng)增濃的效果主要看減風(fēng)增濃后的廢氣濃度是否在 2g/m3-6g/m3之間，車(chē)間無(wú)組 織氣體是否減少。無(wú)組織氣體管控車(chē)間的無(wú)組織氣體主要來(lái)源于印刷單元處溶劑

10、的揮發(fā)、烘箱干燥風(fēng)的外溢、管道的泄露。為了阻止印刷單元揮發(fā)，一般采用油墨槽遮蓋密封的方法。如果使用一次 性鍍膜電雕淺版，就可以使用密封雙刮刀，使油墨在密封的回路中循環(huán)，減少揮 發(fā)和溶劑用量。烘箱熱風(fēng)外溢問(wèn)題，在原理設(shè)計(jì)上一般排風(fēng)量會(huì)稍大于進(jìn)風(fēng)量，使烘箱形 成微負(fù)壓。同時(shí)改變進(jìn)出料口的風(fēng)刀的方向，防止在風(fēng)力沖擊下沖出進(jìn)出料口。 這個(gè)需要檢查，有必要時(shí)調(diào)整風(fēng)機(jī)速度和各通路的風(fēng)門(mén)大小。另外，印刷機(jī)熱風(fēng) 廢氣系統(tǒng)部分管道中存在正壓力，是造成廢氣再循環(huán)時(shí)泄露的主要原因， 結(jié)構(gòu)密 封性一定要好。在進(jìn)行減風(fēng)增濃時(shí)，新風(fēng)的來(lái)源應(yīng)盡量采集于溶劑揮發(fā)嚴(yán)重的區(qū) 域。對(duì)設(shè)備進(jìn)行分區(qū)隔離，主要是把印刷部分、熱風(fēng)部分、天橋烘箱部分用輕 質(zhì)裝修板材做成密閉包廂形式。密閉包廂內(nèi)的無(wú)組織氣體，可以作為新風(fēng)利用最 終被送往RTO然燒。為了達(dá)到最佳狀態(tài)，還有兩條路可走，一是采用沸石轉(zhuǎn)輪對(duì) 無(wú)組織氣體進(jìn)行濃縮，送RTO然燒。沸石轉(zhuǎn)輪處理過(guò)的常溫氣體返回車(chē)間， 保持 車(chē)間壓力狀態(tài)。對(duì)低濃度無(wú)組織氣體沸石轉(zhuǎn)輪的凈化率完全能做到。二是采用沸 石轉(zhuǎn)輪把無(wú)組織氣體和有組織氣體進(jìn)行濃縮，經(jīng)過(guò)噴淋塔送RTO然燒。效果在國(guó)內(nèi)已有30多家廠商選用西安昱昌旋轉(zhuǎn)式 RTO設(shè)備。在中國(guó)印工協(xié)VOCs治理委員會(huì)的監(jiān)督下，完成了為期一個(gè)月的在線(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)驗(yàn)證工作。