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制袋及印刷彩包行业VOC治理技术改如何选择,分享我司一套治理方案

2022-03-04 20:14:24

一、有组织废气排放情况 

催化燃烧设备厂家经过现场实地勘察企业有组织 VOCs 废气产生于印刷、制袋工序,VOCs 废气有组织排放产生 废气经集气罩收集后通过二级水喷淋吸收装置+光氧催化废气处理装置处理后通过 15 米高排气筒排放。经现场查看,制袋工序没有全部采取密闭措施,

二、VOCs 产排污环节及控制现状 

挥发性有机物主要产生于 含 VOCs 物料的储存、转移、运输、使用过程和末端治理四个方面。生产过程中有组织 VOCs 废气主要产生于挤塑吹膜工序、印刷区的调墨与印刷工序,废气分别收集后汇总至末端治理设备进行处理

催化燃烧设备厂家

三、末端治理方案 

 催化燃烧设备厂家根据现场调查,企业的印刷、制袋废气的废气汇总至一套VOCs 处理设备进行处理,采用的工艺为二级水喷淋装置+光氧催化。 若企业造粒工序进行工艺升级改造之后,可依托现有活性炭吸附装置处理后 直接排放,但应注意及时更换活性炭,并建立相关台账;若没有进行工艺升级改 造,依据《重点行业挥发性有机物综合治理方案》(环大气[2019]53 号)的通知 要求,对使用有机溶剂等原辅材料,末端治理仅采用低温等离子、光催化、光氧 化、一次性活性炭吸附等技术或存在敞开式作业的企业,加大强化重污染天气期 间停产限产力度,因此,在重污染天气期间,该企业会优先纳入停产限产,建议 造粒废气和挤出吹膜工序废气一起依托现有的废气处理系统并相应调整为过滤 棉+活性炭组合工艺,且企业仍需保证活性炭箱和过滤棉的装填量,定期更换活 性炭和过滤棉,保证废气处理系统的处理效率。 另外根据国家生态环境局 2019 年发布的《重点行业挥发性有机物综合治理 方案》强调包装印刷行业 VOCs 综合治理应“提升末端治理水平。包装印刷企业 印刷、干式复合等 VOCs 排放工序,宜采用吸附浓缩+冷凝回收、吸附浓缩+燃 烧、减风增浓+燃烧等高效处理技术。”冷凝回收主要利用废气成分中凝结温度 的不同而将较易冷凝的成分分离出来,冷凝(VOCs)蒸气的方法,可以是移去热量即冷却,也可以是增加压力,使蒸气在高压下凝结出来。在 VOCs 冷凝方法 中,通常只用冷却的方法,很少使用增加压力的方法。减风增浓技术针对于大风 量,低浓度的废气,包装印刷行业出现的减风增浓技术有很多,包含在线(生产线上)及离线(生产线后端)减风增浓技术。其中,在线减风增浓技术可以归为3 种基本模式,即串联式减风、并联式减风和平衡式减风,其他都是这 3 种的变种 或组合,主要是将干燥的废气通过烘箱进行减风增浓,以上两种工艺较简单在此不做介绍,针对以上其他技术做如下简介:

3.1 吸附浓缩技术 

(1)活性炭吸附 活性炭吸附是目前广泛使用的处理技术,其原理是利用吸附剂(粒状活性 炭和活性炭纤维)的多孔结构,将废气中的 VOC 捕获。将含 VOC 的有机废气 通过活性炭床,其中的 VOC 被吸附剂吸附,废气得到净化,而排入大气。 活性炭吸附技术主要用于废气中组分比较简单、有机物回收利用价值较高的 情况,活性炭吸附适用于中低浓度的废气,一般用于 VOC 浓度小于 5000PPM 的 情况。适于喷漆、印刷和粘合剂等温度不高,湿度不大,排气量较大的场合,尤 其对含卤化物的净化回收更为有效。该方法有机废气净化效率可达 95%,工 艺成熟、设备简单、投资较小、操作方便,同时根据选用吸附介质的不同可进行 脱附再生浓缩,避免产生二次固体污染。 适用:中低浓度的 VOCs 净化 优点:净化效率高,易于自动化控制 缺点:吸附容量受限,不适用于高浓度、高温的有机废气,且吸附材料需定 期更换。

(2)沸石转轮浓缩 沸石转轮是将大风量、低浓度的废气浓缩到高浓度、小风量的废气,从而减 少设备的投入费用和运行成本,提高 VOCs 废气效率处理的设备。其基本原理为 利用沸石材料对 VOCs 的吸脱附性能,在低温区域吸附污染物,高温区域脱附再生,达到浓缩 VOCs 的目的。沸石转轮结构可分为处理区、再生区、冷却区,浓 缩转轮在各个区内连续运转,浓缩倍数可达 10~15 倍。 因沸石材料不燃的性质,相对活性炭材料,其脱附温度较高,脱附较为完全, 使用范围较广,可满足中低温废气的吸附净化。 适用:中低浓度的 VOCs 净化 优点:净化效率高,易于自动化控制 缺点:吸附容量受限,不适用于高浓度、高温的有机废气。 

3.2 燃烧技术 (1)催化燃烧技术催化燃烧法是利用催化剂使有机气体在较低的温度下(300-450℃)发生无焰 燃烧,并氧化分解为CO2和 H2O,同时放出大量热。催化燃烧是一个气-固相催 化反应,目前国内外学者提出的许多关于气-固相理论中,其中活性位理论应用广泛。其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低反应的活化能,同时使反应物分子富集于催化剂表面,以提高反应速率。催化燃烧装置由催化反应室、热交换室和加热室构成。加热室提供启动能量, 催化室销毁 VOCs 组分并释放热量,热交换室回收部分热量。若 VOCs 浓度达到4-6g/m3,催化燃烧装置即可自持,不需继续消耗能量。 适用:较高浓度 VOCs 优点:工艺流程简单、设备紧凑、运行可靠;净化效率高,一般均可达 98% 以上;与RTO 相比燃烧温度低;一次性投资低,运行费用低,其热回收效率一 般均可达 70%以上;整个过程无废水产生,净化过程不产生 NOX等二次污染。 缺点:催化燃烧装置仅适用含低沸点有机成分、灰分含量低的有机废气的处理,对含油烟等粘性物质的废气处理则不宜采用,催化剂易中毒;处理有机废气 浓度在 20%以下。

(2)蓄热式热力氧化技术 蓄热式热氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer,简称 RTO)是一种用于处理 中低浓度挥发性有机废气的节能型环保装置。适用于大风量、中低浓度,适用于 有机废气浓度在 100PPM—20000PPM 之间。其操作费用低,有机废气浓度在450PPM 以上时,RTO 装置不需添加辅助燃料;净化率高,两床式 RTO 净化率 能达到 98%以上,三床式 RTO 净化率能达到 99%以上,并且不产生 NOx 等二次 污染;全自动控制、操作简单;安全性高。 蓄热式热氧化器采用热氧化法处理中低浓度的有机废气,用陶瓷蓄热床换热 器回收热量。由陶瓷蓄热床、自动控制阀、燃烧室和控制系统等组成。主要特征 是:蓄热床底部的自动控制阀分别与进气总管和排气总管相连,蓄热床通过换向 阀交替换向,将由燃烧室出来的高温气体热量蓄留,并预热进入蓄热床的有机废 气,蓄热床采用陶瓷蓄热材料吸收、释放热量;预热到一定温度(≥760℃)的有机 废气在燃烧室燃烧发生氧化反应,生成二氧化碳和水,得到净化。典型的两床式 RTO 主体结构一个燃烧室、两个陶瓷填料床和四个切换阀组成。该装置中的蓄 热式陶瓷填充床换热器可使热能得到回收,热回收率大于 95%;处理有机废气时不用或使用很少的燃料。 适用:中低浓度、可燃 VOCs 优点:技术成熟、流程简单;在处理大流量低浓度的有机废气时,运行成本 非常低。缺点:较高的一次性投资,运转成本高;燃烧温度较高,不适合处理高浓度 的有机废气,有很多运动部件,需要较多的维护工作。

3.3 治理技术的确定 通过现场调查了解到企业 VOCs 排放节点共分为两块,分别为印刷过程和制 袋过程排放,共用一套 VOCs 净化设备,治理工艺采用二级水喷淋装置+光氧催 化废气处理装置。 该企业废气排放特点为间断性、低浓度、大风量废气,结合废气排放特点及 企业自身情况,VOCs 废气治理系统需进行调整,以满足相关国家及地方标准和 规范的要求,建议可采取以下废气治理工艺可供选择:印刷、调墨等工序活性炭 吸附/脱附+催化燃烧工艺。若企业造粒工序进行工艺升级改造之后,可依托现有活性炭吸附装置处理后直接排放,若没有进行工艺升级改造,造粒废气和挤 出吹膜工序废气一起依托现有的废气处理系统并相应调整为过滤棉+活性炭组合工艺。

活性炭吸附/脱附+催化燃烧工艺工程简述如下:将印刷、调墨、制袋 等工序产生的废气统一输送到吸附装置,极易造成吸附材料(蜂窝状活性炭)的 微孔堵塞,严重影响吸附效果、增加系统阻力、影响通风效果甚至给系统造成安 全隐患。因此需首先通过过滤系统,建议采用干式过滤器,可采用多级过滤,过 滤等级需达到 F7 标准,且满足 GB/T 14295-2008 的相关规定。去除漆雾后的废 气,经过合理的布风,使其均匀地通过固定吸附床内的活性炭层的过流断面,在 一定的停留时间下,由于活性炭表面与有机废气分子间相互引力的作用产生物理 吸附从而将废气中的有机成份吸附在活性炭的表面,使废气得到净化,净化后的 洁净气体通过风机及排气筒达标排放。此处,吸附系统的设计需满足 HJ/T 2026 的相关规定,吸附箱可设计为多个以满足吸附/脱附的需求。达到饱和状态的吸 附床停止吸附,通过阀门切换进入脱附状态,过程如下:启动脱附风机、开启相 应阀门和电加热器,对催化燃烧床内部的催化剂进行预热,同时产生一定量的热 空气,当床层温度达到设定值时将热空气送入吸附床,活性炭受热解吸出高浓度 的有机气体,经脱附风机引入催化燃烧床,在贵金属催化剂的作用下于一个较低 的温度进行无焰催化燃烧,将有机成分转化为无毒、无害的 CO2和 H2O,同时 释放出大量的热量,可维持催化燃烧所需的起燃温度,使废气燃烧过程基本不需 外加的能耗(电能),并将部分热量回用于吸附床内活性炭的解吸再生,从而大大降低了能耗。催化燃烧装置的设计需满足 HJ 2027 的相关要求,排气筒的设计 需满足 DB37/2801.4-2018 的相关标准的要求。

催化燃烧设备厂家

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