隨著世界工業的快速發展,工業化生產造成的大氣污染日益嚴重。工業廢氣中含有粉塵、SO2、NOx和揮發性有機物(Volatile OrganicCompounds , VOCs,其中揮發性有機物主要來源于油品、燃氣、有機溶劑在存儲、轉運、使用過程中的蒸發等,涉及行業眾多。有機廢氣的危害是 多方面的,大多數揮發性有機廢氣有毒,一個工業化國家每年排入大氣中的VOCs數量達數百萬噸之多,如果不經處理就直接排放,將嚴重影響環境,危害人體健康。
改革開放以來,我國包裝印刷業迅速發展,在生產各種印刷制品的過程中,大量使用彩色油墨和有機溶劑,其中油墨中所含的甲 苯、二甲 苯等低沸點揮發性有機物造成的大量揮發,使得包裝印刷業成為我國VOCs的主要排放源之一。
許多國家頒布法令對VOCs光氧廢氣凈化器的排放進行了嚴格控制,并規定了允許排放的界限值,而且越來越嚴格。目前我國頒布的大氣污染防治方法要求對工業生產中產生的有機廢氣要進行合理的回收利用,并規定了33種大氣污染物的排放限值,可見,研發高效、節能的有機廢氣處理技術具有重大意義。
印刷行業在印刷干燥的過程中產生的有機廢氣量非 常大。包裝印刷是 印刷業的一個重要分支,我國從事包裝印刷的企業近四萬余家,占全國印刷企業總數的40%以上,工業總產值占印刷工業總產值的50%以上,但包裝印刷業產生的VOCs的排放量卻達到整個印刷行業總排放量的80%以上。以年產值5000多萬的兩條生產線來計算,一年需要有機溶劑約230噸,加上油墨中所含的有機溶劑,共有約300噸左右的VOCs排放到大氣中。據估算,全國包裝印刷企業VOCs的年排放總量達到200多萬噸,主要集中在印刷、烘干、復合和清洗等生產工藝過程中,即油墨、粘合劑、涂布液、潤版液、洗車水等材料中所含有機溶劑的自然揮發和烘干揮發。而在包裝印刷業中,塑料彩印包裝的有機廢氣排放量較大,其生產過程中使用乙酸乙醋、甲 苯、丁酮、正丙醋、異丙醇等有機溶劑,估計排放量超過120萬噸/年。
揮發性有機化合物(VOCs)處理技術主要有兩類:一類是 回收技術,另一類是 分 解技術?;厥辗ㄖ饕形椒?、冷凝法及膜分離法,其中吸附法是 實現溶劑回收較常用的方法,活性炭吸附是 經典的成熟技術代表,去除氣相或者液相中的有害成分;冷凝法是 溶劑回收的較終手段,即通過改變溫度、壓力將氣態的有機污染物通過冷凝從廢氣中分離出來;膜分離是 以選擇性透過膜為分離介質,在外力的推動下對混合物進行分離、提純、濃縮的一種新型分離技術,此外還有生物處理法等。
目前,我國包裝印刷行業的有機廢氣污染中低濃度、大風量的VOCs排放占了很大的比例,吸附濃縮技術是 低濃度廢氣治理中經濟有效的技術途徑之一。光氧催化廢氣處理設備的工作原理是 利用具備高吸附性能的沸石分子篩對有機廢氣進行吸附濃縮,再將濃縮后的廢氣進入RTO設備凈化處理。能夠將低濃度的有機廢氣在進入蓄熱氧 化裝置之前風量大大減小,同時濃度提高5一20倍,提供高達95%以上的去除率。
從一些大中型企業的經營情況分析,使用吸附濃縮一燃燒集成技術的項目有很多,占到全部項目數量的50%以上。早期主要采用的是 “固定床吸附濃縮+催化燃燒技術”,近十多年來在我國的工業VOCs凈化中占有主導地位。但經過多年來的運行實踐,發現該工藝存在以下幾點明顯的缺陷:活性炭材料(蜂窩活性炭、顆?;钚蕴亢突钚蕴祭w維)作為吸附劑,其在采用熱氣流再生時的安全性較差,當再生熱氣流的溫度達到100℃以上時,吸附床容易著火;當熱氣流吹掃再生活性炭時,因為再生溫度低,脫附周期完成后,部分高沸點化合物不能徹底脫附,會在活性炭床層中積累而導致其吸附能力下降;通常活性炭具有很強的吸水能力,當廢氣濕度較高(超過60% )時,對有機物的凈化能力將會迅速下降,因此在處理高濕度的廢氣時床層的凈化效率較低。鑒于以上存在的問題,在吸附濃縮工藝中,國外主要采用疏水型蜂窩分子篩(蜂窩沸石)作為吸附劑,移動式的沸石轉輪作為吸附裝置。與“固定床吸附濃縮+燃燒裝置”相比,該裝置具有一些明顯的優點:采用沸石作為吸附劑,安全性能好,熱氣流吹掃再生時不易發生著火現象;采用沸石作為吸附劑,再生溫度可以提高,適用于從低沸點到高沸點各種VOCs的凈化;吸附后尾氣中有機污染物的濃度穩定,便于控制;設備體積和占地面積小,運行成本低。
盡管包裝印刷行業VCOs治理給業內經營帶 來很大的成本壓力,但這是 行業進步的必然行動,是 社會發展的大勢所趨。
蓄熱式熱氧 化是 較有前景的有機廢氣處理技術之一,本文以蓄熱氧 化技術為核心,光氧催化廢氣凈化器針對印刷廢氣治理的特點,設計了包裝印刷行業有機廢氣綜合治理系統,該系統融合了生產工藝系統優化、有機廢氣收集全過程控制、有機廢氣蓄熱式熱氧 化及余熱利用,可大幅減小廢氣排放量,高效去除VOCs,充分進行余熱利用,顯著降低生產能耗和運行成本,為包裝印刷行業變壓力為動力,積極開展印刷廢氣治理,提供了一套經濟高效的解決方案。
通過不斷的技術創新和推廣應用,必將在包裝印刷行業有機廢氣治理中發揮積極作用,創造出巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。