軟包裝印刷VOCs治理與旋轉(zhuǎn)式RTO技術(shù)

1、軟包裝印刷VOCs治理與旋轉(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 級工程師，印刷機技術(shù)專家，1982年西安理工大學印刷機械專業(yè)本科畢業(yè)，中國衛(wèi)星式柔版印刷機技術(shù)創(chuàng) 始人。據(jù)廣東省環(huán)境保護部門進行的摸底調(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 價格比較高，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多萬元治理VOCs其采用的治理技術(shù)成熟與否還需要時間 檢驗。雖然

2、大多數(shù)企業(yè)已有處理裝置在運行中，但是隨著國家環(huán)保政策持續(xù)加碼，企 業(yè)很難找到合適的VOCS臺理技術(shù)。要做好印刷業(yè)VOCS治理，首先應(yīng)制定一個目標，目標明確了，才能找到解決的 辦法。經(jīng)過多年來行業(yè)專家的討論研究，認為印刷業(yè)有機廢氣（VOCs）處理技術(shù)的評價應(yīng)當從下面幾個方面考慮：（一）經(jīng)過處理后，排放達標。各地要求不同，有30mg/m3 50mg/m3 80mg/m3 100mg/m3 120mg/m3對凈化率的要求在 99%以上。達標與否由第 三方檢測公司出具檢測結(jié)果。（二）要持續(xù)達標。不能僅保持幾天幾十天達標，不能隨 著時間的持續(xù)排放不斷地增加而出現(xiàn)超標。經(jīng)得起第三方在線監(jiān)測。（三）利用能源

3、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。同時幾年內(nèi)收回投資成本。（四）運行費用要低。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 件就會使企業(yè)投入無限的費用。（五）解決無組織廢氣對環(huán)境的危害。下面分析一下行業(yè)內(nèi)常見的處理技術(shù)。一是收集法，利用VOC啲物理性質(zhì)通過吸附或冷凝技術(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)備運行時間的延長，處理效率快速下降，回 收的VOCi更是轉(zhuǎn)變成危險品，處理難度大、處理費用高。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、微生物或等離子等方式將 VOCs進行催化分解，60%-90% 的分解效率仍然

4、是此種方法的瓶頸，隨著時間的推移，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，針對不同類型的廢氣其分解要求不一，造成了單一的分解 法無法滿足目前VOC希理的要求。三是燃燒法，燃燒法是國際通用的最可靠方法。煤與生物質(zhì)直接燃燒法因排放問 題已經(jīng)被叫停。而RTO氧化燃燒法作為歐美、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。RTO氧化燃燒法凈化率達到97%以上。其中旋轉(zhuǎn)式RTO 凈化率高達99%-99.5%是燃燒法中效率最高的一種的處理方式。共識早在2016年，中國印刷及裝備器材工業(yè)協(xié)會環(huán)保及 VOC治臺理分會在了解國內(nèi)現(xiàn) 狀和國際發(fā)展情況后，明確指出“凹印VOCs末端

5、治理如果短期內(nèi)沒有新技術(shù)出現(xiàn)，RTO 將成為主流?！?2017年12月該分會成員在蕪湖相聚，肯定了兩年來推廣使用RTO技術(shù)的成果。一、RTO燃燒法處理達到國家和地方排放標準。二、廢氣經(jīng)過減風增濃后，經(jīng) RTC分解產(chǎn)生的熱能回收給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟回報。RTO （有機廢氣氧化焚燒系統(tǒng)）包含傳統(tǒng)的三床式RTC和旋轉(zhuǎn)式RTO.旋轉(zhuǎn)式RTO特點一、旋轉(zhuǎn)式RTO對設(shè)備的風壓波動小于25Pa,徹底解決了設(shè)備運行過程中料 膜的張力波動。二、旋轉(zhuǎn)式RTC廢氣連續(xù)導入燃燒室，消除了床式 RTO開關(guān)動作出現(xiàn)的1% 廢氣泄漏問題，凈化率達到99%上;三、旋轉(zhuǎn)式RTO由于體積小，散熱少，熱效率明顯提高。能有更多的熱能

6、提 供給印刷涂布設(shè)備。四、旋轉(zhuǎn)閥閥體的壽命在二十年以上。五、三重安全防爆設(shè)計。出現(xiàn)溶劑總量過量時，首先補加新風；出現(xiàn)溫度飆升時安全閥自動打開；還有是金屬安全膜自動爆裂。這是昱昌公司防止 RTO產(chǎn)生爆炸保證設(shè)備安全運行關(guān)鍵技術(shù)。旋轉(zhuǎn)式RTQ結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)式RTO的結(jié)構(gòu)分為驅(qū)動區(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)，不會對上游生產(chǎn)設(shè) 備的各項工藝指標造成任何影響。作為關(guān)鍵部件的分配閥，對精度、密封性及壽命都 有嚴格的要求。熱能回收利用旋轉(zhuǎn)式RTO工作時，首先利

7、用天然氣預(yù)熱加熱區(qū)，達到 800。C時，再利用溶劑 分解氧化產(chǎn)生的熱量維持運轉(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RTO供熱與原來使用兩種鍋爐供熱成本對比用旋轉(zhuǎn)式RTO需要熱量（萬大卡）RTO供熱（萬大卡）余量（萬大卡）160.71428571734.64286用天然氣需要熱量（萬大卡）天然氣（m3每月費用（萬元）160.7142857210.08403452.94118用生物質(zhì)需要熱量（萬大卡）生物質(zhì)T/h每月費用（萬元）160.714285725.71429VOCs廢氣收集與濃縮旋轉(zhuǎn)

8、式RTO工作時，當廢氣濃度達到2g/m3時，廢氣自身分解產(chǎn)生熱量，RTO然 燒室不再需要天然氣加熱。當廢氣濃度達到 2.5g/m3以上時，多余的熱量就可以供給 印刷涂布設(shè)備使用。當濃度不足時，通過減風增濃技術(shù)一減少進風量和排風量，讓干 燥系統(tǒng)內(nèi)部熱空氣多循環(huán)幾遍來提高濃度，同時提高干燥風的風刀口風速就能保證干 燥速度和溶劑殘留不超標。系統(tǒng)需要的新風采集于無組織氣體重點區(qū)域，所有烘箱均 為微負壓狀態(tài)，配合地排風的合理布置，可有效降低車間異味。在印刷機熱風系統(tǒng)中，有一個二次回風結(jié)構(gòu)，它的本來作用是回用排出廢氣的熱 能,在印刷物殘留溶劑不超標的前提下，盡量加大二次回風以降低印刷機的加熱成本。 而這種

9、方法恰恰實現(xiàn)了減風增濃的目的。當新風管、回風管、排廢管風閥調(diào)節(jié)適當時 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)了幾種專門進行減風增濃的方法，單色組二次回風LEL濃度檢測控制法、整機回風循環(huán)法（ESO、整機回風循環(huán)加濃度 檢測控制法（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法、干復(fù)機烘 箱串風法，這些方法目前都有安裝或使用。減風增濃的效果主要看減風增濃后的廢氣 濃度是否在2g/m3-6g/m3之間，車間無組織氣體是否減少。無組織氣體管控車間的無組織氣體主要來源于印刷單元處溶劑的揮發(fā)、烘箱干燥風的外溢、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

10、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。烘箱熱風外溢問題，在原理設(shè)計上一般排風量會稍大于進風量，使烘箱形成微負 壓。同時改變進出料口的風刀的方向，防止在風力沖擊下沖出進出料口。這個需要檢 查，有必要時調(diào)整風機速度和各通路的風門大小。另外，印刷機熱風廢氣系統(tǒng)部分管 道中存在正壓力，是造成廢氣再循環(huán)時泄露的主要原因，結(jié)構(gòu)密封性一定要好。在進 行減風增濃時，新風的來源應(yīng)盡量采集于溶劑揮發(fā)嚴重的區(qū)域。對設(shè)備進行分區(qū)隔離，主要是把印刷部分、熱風部分、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)的無組織氣體，可以作為新風利用最終被送往 RTO 燃燒。為了達到最佳狀態(tài)，還有兩條路可走，一是采用沸石轉(zhuǎn)輪對無組織氣體進行濃 縮，送RTC燃燒。沸石轉(zhuǎn)輪處理過的常溫氣體返回車間，保持車間壓力狀態(tài)。對低濃 度無組織氣體沸石轉(zhuǎn)輪的凈化率完全能做到。二是采用沸石轉(zhuǎn)輪把無組織氣體和有組 織氣體進行濃縮，經(jīng)過噴淋塔送 RTC燃燒。效果在國內(nèi)已有30多家廠商選用西安昱昌旋轉(zhuǎn)式 RTC設(shè)備。在中國印工協(xié)VOCS臺理 委員會的監(jiān)督下，完成了為期一個月的在線連續(xù)監(jiān)測驗證工作。