軟包裝印刷VOCs治理與旋轉(zhuǎn)式RTO技術(shù)

一、現(xiàn)狀
據(jù)廣東省環(huán)境保護(hù)部門進(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。由于活性炭價(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。也有公司投入數(shù)百萬元，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)。
二、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，オ能找到解決的辦法。經(jīng)過多年來行業(yè)專家的討論研究，認(rèn)為印刷業(yè)有機(jī)廢氣（VOCs）處理技術(shù)的評價(jià)應(yīng)當(dāng)從下面幾個(gè)方面考慮
（一）經(jīng)過處理后，排放達(dá)標(biāo)。
各地要求不同，有30mg/m、50mg/m3、80mg/m3、100mg/m3、120mg/m。對凈化率的要求在99％以上。達(dá)標(biāo)與否由第三方檢測公司出具檢測結(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)，如果隨著時(shí)間的持續(xù)，排放不斷增加而出現(xiàn)超標(biāo)是不行的。要經(jīng)得起第三方在線監(jiān)測。
（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)投入無限的費(fèi)用。
（五）解決無組織廢氣對環(huán)境的危害。
三、方法
下面分析一下行業(yè)內(nèi)常見的處理技術(shù)。

1.收集法，利用VOCs的物理性質(zhì)通過吸附或冷凝技術(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，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。早期上馬的在退出，也有企業(yè)還在繼續(xù)上馬。

2.分解法，利用紫外線、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，針對不同類型的廢氣其分解要求不一，單一的分解法無法滿足目前VOCs治理的要求。
3.燃燒法，燃燒法是國際通用的最可靠方法。
煤與生物質(zhì)直接燃燒法因排放問題已經(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)、涂布行業(yè)通用的方法，凈化率高，熱效率高。RTO氧化燃燒法浄化率達(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處理方式。
四、共識
早在2016年，中國印刷及裝備器材工業(yè)協(xié)會(huì)環(huán)保及VOCs治理分會(huì)在了解國內(nèi)現(xiàn)狀和國際發(fā)展情況后，明確指出“凹印VOCs末端治理如果短期內(nèi)沒有新技術(shù)出現(xiàn)，RTO將成為主流。
2017年12月，該協(xié)會(huì)成員在蕪湖相聚，肯定了兩年來推廣使用RTO技術(shù)的成果。包括
1、RTO燃燒法處理達(dá)到國家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)。
2、廢氣經(jīng)過減風(fēng)增濃后，經(jīng)RTO分解產(chǎn)生的熱能回收給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。
五、RTO系統(tǒng)特點(diǎn)
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。
1、旋轉(zhuǎn)式RTO特點(diǎn)
旋轉(zhuǎn)式RTO對設(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開關(guān)動(dòng)作出現(xiàn)的1％廢氣泄漏問題，凈化率達(dá)到99％以旋轉(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；還有金屬安全膜自動(dòng)爆裂。
2、旋轉(zhuǎn)式RTO結(jié)構(gòu)
熱能回收利用旋轉(zhuǎn)式RTO的結(jié)構(gòu)分為驅(qū)動(dòng)區(qū)、分配區(qū)、蓄熱區(qū)、燃嬈區(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，通過分配閥平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)將廢氣均勻地輸送到蓄熱區(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，對精度、密封性及壽命都有嚴(yán)格的要求。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℃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設(shè)備，使原有的設(shè)備加熱系統(tǒng)不再消耗能源。節(jié)約的成本可使RTO投資在3～5年內(nèi)收回。
六、VOCs廢氣收集與濃縮
旋轉(zhuǎn)式RTO工作時(shí)，當(dāng)廢氣濃度達(dá)到2g/m3時(shí)，廢氣自身分解產(chǎn)生熱量，RTO燃燒室不再需要天然氣加熱。當(dāng)廢氣濃度達(dá)到2.5g/m3以上時(shí)，多余的熱量就可以供給印刷涂布設(shè)備使用。當(dāng)濃度不足時(shí)，通過減風(fēng)增濃技術(shù)減少進(jìn)風(fēng)量和排風(fēng)量，讓干燥系統(tǒng)內(nèi)部熱空氣多循環(huán)幾遍來提高濃度，同時(shí)提高干燥風(fēng)的風(fēng)速，就能保證干燥速度和溶劑殘留不超標(biāo)。系統(tǒng)需要的新風(fēng)采集于無組織氣體重點(diǎn)區(qū)域，所有烘箱均為微負(fù)壓狀態(tài)，配合地排風(fēng)的合理布置，可有效降低車間異味。在印刷機(jī)熱風(fēng)系統(tǒng)中，有一個(gè)二次回風(fēng)結(jié)構(gòu)，它的本來作用是回用排出廢氣的熱能，在印刷物殘留溶劑不超標(biāo)的前提下，盡量加大二次回風(fēng)以降低印刷機(jī)的加熱成本。而這種方法恰恰實(shí)現(xiàn)了減風(fēng)增濃的目的。當(dāng)新風(fēng)管、回風(fēng)管、排廢管風(fēng)閥調(diào)節(jié)適當(dāng)時(shí)，就能產(chǎn)生很好的節(jié)能和增濃效果。在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了幾種專門進(jìn)行減風(fēng)増濃的方法，單色組二次回風(fēng)LEL濃度檢測控制法、整機(jī)回風(fēng)循環(huán)法（ESO）、整機(jī)回風(fēng)循環(huán)加濃度檢測控制法（并聯(lián)LEL），另外還有沸石轉(zhuǎn)輪濃縮法、空氣能熱泵二次回風(fēng)法、干復(fù)機(jī)烘箱串風(fēng)法，這些方法目前都有安裝或使用。減風(fēng)増濃的效果主要看減風(fēng)增濃后的廢氣濃度是否在2～6g/m3之間，車間無組織氣體是否減少。
七、無組織氣體管控
車間的無組織氣體主要來源于印刷單元處溶劑的揮發(fā)、烘箱干燥風(fēng)的外溢、管道的泄露。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)増濃時(shí)，新風(fēng)的來源應(yīng)盡量采集于溶劑揮發(fā)嚴(yán)重的區(qū)域。對設(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，是采用沸石轉(zhuǎn)輪對無組織氣體進(jìn)行濃縮，送RTO燃燒。沸石轉(zhuǎn)輪處理過的常溫氣體返回車間，保持車間壓力狀態(tài)。對低濃度無組織氣體沸石轉(zhuǎn)輪的凈化率完全能做到。二是采用沸石轉(zhuǎn)輪把無組織氣體和有組織氣體進(jìn)行濃縮，經(jīng)過噴淋塔送RTO燃燒。
八、效果
在中國印工協(xié)VOCs治理委員會(huì)的監(jiān)督下，完成了為期一個(gè)月的在線連續(xù)監(jiān)測驗(yàn)證工作。監(jiān)測結(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/m兩年前我們期待凹印VOCS末端治理有新技術(shù)出現(xiàn)，并形成主流。但兩年過去了，沒有新技術(shù)出現(xiàn)，RTO還是主流技術(shù)，認(rèn)識了這一點(diǎn)我們就會(huì)少走彎路少浪費(fèi)資金。而旋轉(zhuǎn)式BTO是燃燒法中效率最高、熱能利用率最高的方法。這也是歐美國家?guī)资陙眚?yàn)證過的并直使用的方法。
來源：《包裝前沿》