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可燃氣體報警器 、 有毒氣體報警器 、VOC在線監(jiān)測系統(tǒng)
油煙在線監(jiān)測 、便攜式氣體檢測儀 、 有毒氣體探測器
包裝印刷行業(yè)在國民經濟中的比重雖然不算很大,但對國民經濟的貢獻有目共睹。近幾年,嚴峻的環(huán)保形勢使得利潤本就微薄的包裝印刷企業(yè)的日子雪上加霜。在經過幾年掙扎、選擇、放棄、拼搏、奮斗后,包裝印刷企業(yè)在實踐中也逐步認識到環(huán)保的重要性,在VOCs治理方面獲得了豐富的經驗,并逐步走出了困境。在此,筆者總結幾十年從業(yè)經驗,和大家分享如何從科學發(fā)展觀的視角看軟包裝VOCs末端治理技術的選擇。
軟包裝企業(yè)的VOCs治理手段目前,公認的VOCs治理手段包括源頭削減、過程控制、末端治理等,其中,源頭削減是VOCs治理的根本和方向,旨在依靠科技進步,逐步用先進的生產手段、環(huán)保材料和環(huán)保工藝來生產軟包裝產品。過程控制是手段,在源頭還不能徹底杜絕污染時,過程的控制思路和科學的控制手段成為關鍵,收集效果取決于設計思路和收集質量,這將為末端治理創(chuàng)造條件。末端治理是目前工作量最大、任務最艱巨的一關,其是企業(yè)最后一道綠色防線,必須認真做好、做徹底,這將是一個漫長的路程。
末端治理工藝路線的選擇
不同軟包裝企業(yè)的規(guī)模、生產手段、產品及企業(yè)自身條件存在諸多不同。為了保證產品屬性及客戶需求不變,軟包裝企業(yè)需要結合自身實際情況和特點選擇既適合本企業(yè)實際生產情況又能夠可持續(xù)使用的治理技術,否則會造成短期效應或幾年后再投資。當前,末端治理工藝主要有兩種,即回收法(見圖1)和燃燒法(見圖2)。
01回收法
回收法分蒸氣回收、氮氣回收、真空變壓回收等。一般采用的回收路線是:溶劑回收+精制+再利用。該方法適用以下特征企業(yè):大中型企業(yè)且年使用量在1000噸以上;屬于連續(xù)生產型企業(yè),使用溶劑相對單一。目前,國內的回收法與國際相比,技術還有一定差距,主要是回收率和回收溶劑質量還存在一定不足。
02燃燒法
(1)輪轉+RTO+熱能利用
該方法適用以下特征企業(yè):大中型企業(yè)或者大風量、低濃度生產;連續(xù)生產或間斷不超過10小時;采用天然氣或柴油補熱。
該方法具有如下特點:良好的工藝與熱能設計,能滿足正常運行狀態(tài),無須額外消耗天然氣等;轉輪解決大風量、低濃度問題,減少末端治理設備投資;充分利用RTO熱能,回用于生產加熱,節(jié)約生產費用,增加收益;持續(xù)達標,環(huán)保檢查無后顧之憂;安全穩(wěn)定,雙保險安全預警控制。其缺點是轉輪會消耗一定熱能。
(2)TL-LEL+輪轉(地排+環(huán)排)+RTO+熱能回用
該方法適用的特征企業(yè)與第一種燃燒法相同,具有如下特點:TL-LEL減風增濃使熱能循環(huán)利用,節(jié)省能源,減少總排風量,為末端治理降低投入;良好的工藝與熱能設計,能滿足RTO正常運行狀態(tài),無須額外消耗天然氣等;充分利用RTO熱能,回用于生產加熱,節(jié)約生產運行費用;兩股排氣持續(xù)達標,環(huán)保檢查無后顧之憂;安全穩(wěn)定運行,雙保險安全預警控制。
此外,該方法用一個小轉輪吸附印刷機、干復機下排風和環(huán)境風后送入RTO處理,使車間環(huán)境空氣更潔凈。總體來說,該方案實現(xiàn)了多種技術組合和智能化控制,性價比高,效果好,有前景。
(3)TL-LEL+輪轉(地排+環(huán)排)+TNV+熱能回用
該方法適用以下特征企業(yè):中小型企業(yè)或大風量、低濃度生產;連續(xù)或間斷生產;采用天然氣或使用柴油補熱。
該方法具有如下特點:TL-LEL減風增濃使熱能循環(huán)利用,節(jié)省能源,減少排風量,為末端治理節(jié)約投資;TNV投資少,2萬風量的約100萬元左右;燃燒氣和轉輪凈化氣均可達標;用轉輪吸附印刷和干復機下排風和環(huán)境風后送入直燃爐,解決了因減風增濃而造成的環(huán)境污染,車間環(huán)境更清潔。該方法采用了換熱式直燃爐,自燃濃度要求比RTO高,正常運轉要消耗一定燃氣,以2萬風量為例,燃氣消耗約10m3/h,月均消耗費用約2萬元,性價比較高 。
(4)TL-LEL+UV光解+活性炭(地排+環(huán)排)+TNV+熱能回用
該方法適用以下特征企業(yè):小型企業(yè);連續(xù)或間斷生產;采用天然氣或柴油儲罐補熱。
該方法具有如下特點:TL-LEL減風增濃使熱能循環(huán)利用,節(jié)省能源;為末端治理節(jié)約投資;TNV投資少,2萬風量的約100萬元左右;換熱式直燃爐要求自燃濃度高,正常運轉燃氣消耗為10m3/h,月消耗費用2萬元左右;直燃爐燃燒后達標排放。
該方法存在的問題:用UV光解和不帶再生裝置的活性炭吸附裝置處理下排風和環(huán)境風,不能保證環(huán)保的持續(xù)達標,如果遇到環(huán)保檢查,存在很大隱患;因為下排風濃度一般在30~600mg/m3,但也有近1000mg/m3左右的,活性炭吸附總要飽和。
末端治理設備的選擇
末端治理設備通常采用銷毀技術,主要有以下幾種裝置:催化氧化裝置(CO)、高溫蓄熱催化氧化裝置(RCO)、高溫蓄熱氧化裝置(RTO)、液體(廢溶劑)焚燒裝置、換熱式直燃焚燒裝置(TNV)等。筆者在此重點介紹以下3種。
01高溫蓄熱氧化裝置(RTO)
按設計結構不同,高溫蓄熱氧化裝置可分為:三室RTO(即三塔RTO)、旋轉式R-RTO、多閥組D-RTO。廢氣濃度在1500~2000mg/m3以上的可單獨使用RTO,廢氣濃度在1500~2000mg/m3以下的可配合沸石分子篩轉輪使用,先提高廢氣濃度,再進行燃燒。
技術原理:把有機廢氣加熱升溫至760℃,使廢氣中的VOCs氧化分解,成為無害的CO2和H2O;氧化產生的高溫氣體流經特制的陶瓷蓄熱體,使陶瓷體升溫而“蓄熱”,此“蓄熱”用于預熱后續(xù)進入的有機廢氣,從而節(jié)省廢氣升溫的燃料消耗。
技術特點:處理范圍廣、達標性能高、運行費用低、使用壽命及熱能回用高、維護簡便。
適用行業(yè):表面噴涂、包裝印刷、石油化工、醫(yī)藥、電子、瀝青、塑料等行業(yè)。
適用工況:中高濃度,多組分有機廢氣,如低濃度廢氣可搭配沸石分子篩轉輪廢氣濃縮成高濃度氣體。
02旋轉式高溫蓄熱氧化裝置(R-RTO)
該裝置利用蓄熱材料儲存的熱量,將待處理混合氣體加熱升溫至760~850℃,將混合氣體中的揮發(fā)性有機化合物氧化,分解成H2O和CO2。該裝置將一個燃燒室分成12個小室,從而實現(xiàn)垂直通路、定量流動(不短路);單一轉閥代替三塔RTO的9個風門,用1套帶有驅動裝置的旋轉閥門調節(jié)氣流方向。
技術特點:處理范圍廣,達標性能高,熱能回用高,壓力波動小,泄露率低,設備緊湊,節(jié)省空間,維護方便。
03多閥組蓄熱氧化裝置(MV-RTO)
該裝置利用蓄熱材料儲存的熱量,將待處理混合氣體加熱升溫至760~850℃,將混合氣體中的揮發(fā)性有機化合物氧化分解成H2O和CO2。該裝置將整個蓄熱室分為5、7或9個室,從而實現(xiàn)垂直通道、定量流動不斷路;多閥組代替三塔RTO的6個提升閥組。
技術特點:多閥門組RTO彌補了單一轉閥旋轉RTO的檢修問題,凈化效率達99.5%以上,高濃度廢氣超溫影響小,閥組接近零泄漏。
適用行業(yè):石油化工、醫(yī)藥、包裝印刷、表面噴涂、皮革、油墨、膠黏劑等。
適用工況:中高濃度,多組分有機廢氣,如低濃度廢氣可搭配沸石分子篩轉輪廢氣濃縮成高濃度氣體。
3種不同結構的RTO對比
主要相同點
基本原理一致;所用鋼材管道、內保溫陶瓷纖維、蓄熱體基本一致;高溫閥一致;熱能再利用的換熱器基本一致;燃燒器一致。
主要不同點
內部結構設計不同,從外形上看,一種是長方形,另外兩種是立式圓形;氣體進出切換閥的方式不同;凈化效率不同,應以實際案例和第三方監(jiān)測機構數據為準;價格不同。當前,VOCs治理任務十分艱巨,在本文中介紹的末端治理工藝路線和設備都是目前的主流應用,希望能為業(yè)界提供有益參考。
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