目前凹印VOCs治理市場、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)等都在不斷發(fā)生變化,特別是對于治理工藝的選擇、無組織管控以及是否余熱回用于生產(chǎn)等,市場上還多有分歧,尚未達(dá)成業(yè)界共識。本文整理了目前凹印廢氣的主流治理技術(shù)及其相關(guān)的一些看法,其中涉及到凹印風(fēng)量、濃度、上墨量、安全、達(dá)標(biāo)、熱量、烘干、印機(jī)設(shè)計等,內(nèi)容比較亂,但目的是想從技術(shù)層面和大家交流分享,如有不妥,敬請指正。
目前,主流凹印廢氣治理技術(shù)為溶劑回收回用、過程工藝減風(fēng)(單元或整機(jī))+RTO+(余熱)、末端轉(zhuǎn)輪減風(fēng)(凈化、濃縮)+RTO+(余熱)。
溶劑回收回用
(1)適用于每年排放溶劑接近或者大于1000噸的企業(yè)。
(2)適用于溶劑種類簡單的油墨體系,如單一溶劑或單一種類溶劑。
(3)考慮安全,工廠要求有足夠場地來配置回收、提純、分餾、存儲等。
(4)低濃度廢氣風(fēng)量太大,不宜直接進(jìn)活性炭回收,需要轉(zhuǎn)輪凈化外排,濃縮部分進(jìn)回收。
(5)如果溶劑回收治理后排放廢氣不達(dá)標(biāo),也可用轉(zhuǎn)輪做二次凈化處理。
(6)回收溶劑可以作為燃料噴到RTO燃燒,其熱量回用生產(chǎn)。
(7)回收溶劑反復(fù)循環(huán)回用,會影響溶劑品質(zhì),對供應(yīng)商的提純、分餾等技術(shù)要求較高。
(8)回收、提純區(qū)域?qū)儆诩最悾渑渲煤蛯ζ髽I(yè)的安全管理要求都很高。
(9)2015年前的凹印廢氣治理中基本都是回收溶劑,目前大多也都還在用,回收溶劑能耗約為新購溶劑能耗的20%?;厥栈赜糜捎诟h(huán)保(沒有碳排放)、更經(jīng)濟(jì)(溶劑回用不當(dāng)燃料燒掉,工廠甚至不需要新購溶劑并有多余回收溶劑出售獲益),雖然投資巨大,大型企業(yè)仍有新上項目,不排除隨著政策、技術(shù)等發(fā)展,以后更多包裝企業(yè)廢氣治理會轉(zhuǎn)向溶劑回收。
過程工藝減風(fēng)(單元或整機(jī))+RTO+(余熱)
(1)是目前市場最主流治理技術(shù),適合絕大多數(shù)企業(yè)。
(2)對于一般工廠,由于無溶劑技術(shù)的普及,干式復(fù)合產(chǎn)品量大幅減少,少量干式復(fù)合工藝產(chǎn)生的較濃廢氣可直接進(jìn)RTO。
(3)減風(fēng),就是循環(huán)風(fēng)回用,目前有多種方式,總體來看都能達(dá)到減風(fēng)增濃的目的。
(4)采用不同廠家的LEL減風(fēng),其配置、價格和安全性都有很大差異。
(5)減風(fēng)要優(yōu)先考慮保障熱風(fēng)系統(tǒng)的安全,并保障原有烘干性能不變。
(6)減風(fēng)后,凹印排廢風(fēng)量大幅減少,需要加熱的新風(fēng)量、熱風(fēng)系統(tǒng)的熱功率都大幅減少。
(7)常規(guī)低速凹印線,在排班時要保障生產(chǎn)產(chǎn)品累計有一個滿版的上墨量,如1m幅寬,約166m/min速度,廢氣濃度約3.0~4.0g/m3,每小時耗用約60kg即用油墨(約30kg油墨+30kg溶劑,不含每色添加的無組織揮發(fā)的溶劑),就能基本滿足RTO自熱和余熱回用。
(8)一般廢氣濃度約為1.8~2.5g/ m3,RTO就可以維持自熱。
(9)如果工廠產(chǎn)品上墨量大于一個滿版或者提速生產(chǎn),廢氣溶劑量加大,RTO回?zé)岷嫦渥陨碛貌煌?,可以考慮將余熱用于熟化室、車間供暖或者考慮在夏季轉(zhuǎn)化為車間冷氣。
(10)能否有余熱,主要取決于產(chǎn)品上墨量,即每小時烘箱排出的溶劑(燃料)量。
(11)產(chǎn)品上墨量大、訂單連續(xù)、以及減風(fēng)后烘箱熱功率實際約為原來的1/3,如有穩(wěn)定的余熱,不建議再考慮熱泵去回收熱量。
(12)采用印刷熱泵的機(jī)組,可以用總回風(fēng)或者單元串聯(lián)回風(fēng)方式來減風(fēng)。
(13)常規(guī)軟包裝印刷工藝余熱回用生產(chǎn),建議優(yōu)先考慮使用熱水。蒸汽、熱油不僅投資大、維護(hù)復(fù)雜、管耗高,還牽涉特種設(shè)備管理,而且蒸汽、熱油也不便儲能。余熱回用后,有些工廠甚至可以停用鍋爐,減少煙囪排放產(chǎn)生的環(huán)保壓力。
(14)減風(fēng)后,工廠風(fēng)機(jī)電能消耗也會同比大幅減少,工廠變壓器余量會變大。
(15)減風(fēng)后,車間總排風(fēng)量大幅減少,原先同樣的無組織排放量會造成車間溶劑氣味嚴(yán)重,如果凹印機(jī)隔離封閉,空間更小,氣味或更大,同時封閉區(qū)域的安全風(fēng)險大幅增加。
(16)故此,減風(fēng)后墨槽、墨桶等需要加強(qiáng)封閉,同時各種封閉部件的清洗量會增加,需要考慮配置專用清洗機(jī)、蒸餾塔和設(shè)置甲類危險化學(xué)品清洗間。
(17)目前,減風(fēng)有采用整機(jī)外排主排風(fēng)整體回風(fēng)的,減風(fēng)效果不好,不建議使用。還有企業(yè)自己將2個色組或者3個色組串聯(lián)使用減風(fēng)的,可以嘗試。
末端轉(zhuǎn)輪減風(fēng)(凈化、濃縮)+RTO+(余熱)
(1)選擇該方案的,或是基于生產(chǎn)中印刷單元烘干不能優(yōu)化減風(fēng)(如承印材料有吸附性,會有殘留溶劑超標(biāo)的風(fēng)險),或因其他顧慮工廠不愿減風(fēng),故此將全廠全部末端廢氣混合后直接進(jìn)轉(zhuǎn)輪(但高濃度如干式復(fù)合產(chǎn)生的廢氣,也可選擇直接進(jìn)RTO)。
(2)選擇該方案時,雖然濃縮后95%以上的外排溶劑是都通過RTO燃燒后達(dá)標(biāo)排放的,但同時需要格外注意,工廠外排廢氣總風(fēng)量的90%以上在未來8~10年,都是通過轉(zhuǎn)輪這種單一吸附來實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,同時其外排廢氣風(fēng)量總量數(shù)值大,總量控制壓力大,穩(wěn)定達(dá)標(biāo)風(fēng)險更大(特別是當(dāng)下VOCs要求深度治理,只認(rèn)焚燒技術(shù))。
(3)凹印主排廢氣的特點是其排風(fēng)量和濃度由于產(chǎn)品工藝的不同變化很大,產(chǎn)污無規(guī)律,風(fēng)量和濃度變化幅度非常大,如果有高濃度廢氣經(jīng)過轉(zhuǎn)輪吸附凈化后外排或者會超標(biāo);或者轉(zhuǎn)輪脫附后的廢氣濃度過高會有安全風(fēng)險;或者存在濃縮后廢氣濃度過高,進(jìn)RTO燃燒后熱量消化不了等風(fēng)險。
(4)轉(zhuǎn)輪吸附濃縮過程同時也是吸附凈化達(dá)標(biāo)排放的過程,通常轉(zhuǎn)輪要求進(jìn)口廢氣濃度小于1.0g/m3,一旦超過,有超標(biāo)風(fēng)險,實際上凹印外排廢氣濃度,有不減風(fēng)也會接近2.0g/m3,此時需要設(shè)置兩級轉(zhuǎn)輪才能確保達(dá)標(biāo)。
(5)轉(zhuǎn)輪吸附凈化性能隨時間衰減。轉(zhuǎn)輪壽命一般8~10年,正常使用5年左右,其性能可能會開始衰減,此時達(dá)標(biāo)風(fēng)險加大。
(6) 如果確定采用這種方案,為保證凈化達(dá)標(biāo),應(yīng)該充分考慮采取各種預(yù)處理,如前端過濾、降溫(低于40℃)、除濕(一般濕度在75%以下)以及將廢氣風(fēng)量和濃度控制相對均勻后再進(jìn)轉(zhuǎn)輪。
(7)同時,如過程不減風(fēng),其烘箱加熱、風(fēng)機(jī)能耗大,廢氣排放總量大,日后在線監(jiān)測壓力也較大。
(8)轉(zhuǎn)輪自身風(fēng)阻風(fēng)機(jī)電耗和轉(zhuǎn)輪脫附熱耗等的綜合能耗比較高,如果廢氣濃度高,余熱可滿足脫附的則可以考慮該方案。
(9)凹印和復(fù)合的地排以及環(huán)境廢氣都是低濃度廢氣,尤其是地排廢氣,濃度低、濃度相對穩(wěn)定并且風(fēng)量大,目前來看,較好的處理辦法是進(jìn)轉(zhuǎn)輪。
(10)轉(zhuǎn)輪濃縮后,可以根據(jù)風(fēng)量、可回收熱量的大小選擇CO(適用于小風(fēng)量)或者RTO。
(11)目前市場普遍認(rèn)可的是進(jìn)口轉(zhuǎn)輪,但其供應(yīng)能力有限,貨期很長,轉(zhuǎn)輪市場缺口巨大。
(12)國產(chǎn)轉(zhuǎn)輪目前也有很多的應(yīng)用,個人還沒有實際考查其應(yīng)用情況。
(13)此轉(zhuǎn)輪方案投資適中,治理設(shè)備體積較小、重量輕,其運行費用主要是轉(zhuǎn)輪和風(fēng)機(jī)的電費,一般轉(zhuǎn)輪濃縮后廢氣濃度可滿足RTO自熱和轉(zhuǎn)輪脫附用熱。
(14)如果生產(chǎn)訂單多,溶劑用量大,建議考慮配置余熱回用生產(chǎn)裝置。
對比過程工藝減風(fēng)(單元或整機(jī))+RTO+(余熱)和末端轉(zhuǎn)輪減風(fēng)(凈化、濃縮)+RTO+(余熱)兩種方案,綜合各方面情況,個人認(rèn)為第一種方案為優(yōu)選方案。