軟包裝印刷VOCs治理與旋轉(zhuǎn)式RTO技術(shù)

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。現(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治理技術(shù)。目標(biāo)要做好印刷業(yè)VOCs治理，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/m3、50mg/m3、80mg/m3、100mg/m3、120mg/m3。對(duì)凈化率的要求在99%以上。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VOCs進(jìn)行催化分解，60%-90%的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治理的要求。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(dá)到97%以上。其中旋轉(zhuǎn)式RTO凈化率高達(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)展情況后，明確指出“凹印VOCs末端治理如果短期內(nèi)沒(méi)有新技術(shù)出現(xiàn)，RTO將成為主流?！?017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RTO技術(shù)的成果。一、RTO燃燒法處理達(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)RTO分解產(chǎn)生的熱能回收給企業(yè)帶來(lái)可觀(guān)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RTO和旋轉(zhuǎn)式RTO.旋轉(zhuǎn)式RTO特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)式RTO對(duì)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)。旋轉(zhuǎn)式RTO廢氣連續(xù)導(dǎo)入燃燒室，消除了床式RTO開(kāi)關(guān)動(dòng)作出現(xiàn)的1%廢氣泄漏問(wèn)題，凈化率達(dá)到99%以上；旋轉(zhuǎn)式RTO由于體積小，散熱少，熱效率明顯提高。能有更多的熱能提供給印刷涂布設(shè)備。旋轉(zhuǎn)閥閥體的壽命在二十年以上。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RTO產(chǎn)生爆炸保證設(shè)備安全運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)。旋轉(zhuǎn)式RTO結(jié)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、密封性及壽命都有嚴(yán)格的要求。熱能回收利用旋轉(zhuǎn)式RTO工作時(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燃燒。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燃燒。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燃燒。效果在國(guó)內(nèi)已有30多家廠(chǎng)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。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示旋轉(zhuǎn)式RTO在穩(wěn)定運(yùn)行，廢氣處理排放值始終小于30mg/m3。兩