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沸石(分子筛)转轮浓缩技术在治理软包装VOCs废气的应用

2019-08-01 10:58:59来源:青岛华世洁环保科技有限公司 阅读量:26921

导读:软包装的VOCs来自印刷和复合过程对油墨、胶水的烘干环节,主要成分有乙醇、异丙醇、丙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙酸丁酯等。部分有实力的企业选择RTO,但设备投资大,能耗高,不经济。华世洁在转轮的研发突破,证明了转轮对包装印刷行业乙醇的净化效率可达到90~99%。
  软包装的VOCs来自印刷和复合过程对油墨、胶水的烘干环节,主要成分有乙醇、异丙醇、丙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙酸丁酯等。目前国内大部分软包装企业没有经过处理或只使用等离子、光催化等低效设备简单处理,把VOCs废气通过印刷机、复合机的排气管道直接排向大气。
 
  多年前有部分企业选择吸附回收,但包装印刷企业的回收量通常较小,且回收后的组分复杂,分离提纯困难,且出口难达标,所以现在较少。
 
  部分有实力的企业选择RTO,但设备投资大,能耗高,不经济。针对RTO的缺点,部分厂家推广减风增浓,但该技术提高了烘箱系统内的浓度,浓缩倍率低,需改造凹印机,且改造成本不小,所以应用有限。
 
  因为包装印刷含有大量乙醇等难吸附物质,所以市面上之前对转轮浓缩的效果持怀疑态度。经过华世洁在转轮的研发突破,证明了转轮对包装印刷行业乙醇的净化效率可达到90~99%,可满足排放要求。
 
  随着国家对环保检查的日趋严格以及国家和省市VOCs排污费标准出台,软包装行业对VOCs的治理日渐重视,各类治理技术也逐渐得到大家的认识。
 
  鉴于软包装企业VOCs成分复杂、风量大、浓度区间波动大的实际情况,重点介绍一种比较处理工艺——沸石(分子筛)转轮吸附浓缩+催化燃烧法,能有针对性地治理软包装行业VOCs,做到持续达标排放。
 
  一、沸石的结构及特性
 
  沸石是沸石族矿物的总称,是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿石。已经发现的沸石有36种,它们的共同特点就是具有架状结构,就是说在它们的晶体内,分子像搭架子似地连在一起,中间形成很多的空腔。
 
  沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能,因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂,也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。
 
  二、工作原理
 
  沸石转轮浓缩催化燃烧法处理有机废气的工作原理是:含VOCs废气进入沸石转轮,此时废气中VOCs绝大部分被转轮上的沸石吸附,而使废气中VOCs的含量大幅降低,从而成为较洁净的气体,达标排放至大气中,经过转轮吸附再高温脱附出来的废气就变成高浓度的VOCs气体,可降低后续处理程序的操作成本。利用沸石浓缩转轮将大风量、低浓度的废气浓缩为小风量、高浓度的废气,再以催化燃烧的方式,将有机组分转化为无害的CO2和H2O,以达到去除VOCs的目的。
 
  沸石转轮热力燃烧处理工艺,特别适用于处理大风量、低浓度有机废气,可以有效提高处理效率、降低运行成本,VOCs去除效率可达到90%以上,有的甚至能达到99%以上。
 
  沸石转轮吸附的目的是为了将VOCs废气从大风量浓缩到小风量高浓度。在小风量情况下,高浓度的VOCs气体将被燃烧炉处理。含VOCs的废气在经过旋转转轮处理区的时候被收集,当气体过了转轮后,VOCs就被转轮上的吸附介质吸附从而得到去除。
 
  等转轮转到脱附区域时,附着在转轮上的VOCs被连续的高温及低流量脱附气体从反方向解吸收,高浓缩的VOCs气体从转盘中脱离并送到燃烧炉进行燃烧处理。旋转转轮经过脱附区域,经过低温再生再次转到处理区,对VOCs废气进行吸附净化。
 
  经净化的VOCs废气一小部分通过加温进入脱附区,对吸附介质进行再生。大部分已净化气体进入燃烧炉的换热器中,从低温气体转换为高温气体,并输送到车间供设备烘干使用。多余的已净化气体则与经燃烧处理后的气体通过排气筒排放。
 
  燃烧炉的用途是对经转轮脱附出来的高浓度VOCs气体进行燃烧氧化处理,同时利用换热器对经转轮净化处理的气体进行加温。
 
  三、智能控制沸石转轮VOCs净化处理节能机组
 
  由青岛华世洁环保公司生产的智能控制沸石转轮VOCs净化处理节能热风机组,使用的是目前能保证持续稳定达标排放的,专业针对软包装VOCs废气大风量、低浓度废气特点的,废气治理+供热一体机组
 
  将印刷机、干式复合机、涂布机所排出的VOCs回收至智能控制沸石转轮VOCs净化处理节能机组,在常压下借助沸石对极性分子和不饱和分子所表现出的强烈吸附能力,对VOCs废气进行吸附,经过处理的高温洁净气体经过换热器后,再送到凹印机、复合机、涂布机等,对产品进行烘干,取代各种传统的电加热方式,并实现凹印机、复合机设备排放的VOCs治理达标。这套一体机设备既节能减排达到VOCs治理的目的,又能帮助客户进行热能回用,节省70%以上的加热费用。
 
  智能控制沸石转轮VOCs净化处理节能热风机组具有结构合理、造型新颖、热量强度大、升温快、温度控制稳定、安装操作方便、占地面积小、操作简单、维护方便、投资经济、运行费用低的特点。整机采用自动智能给热系统,车间需要消耗多少热量时,自动智能给热系统会根据实际需要量增、减给热量,以达到节约能源的目的。
 
  四、车间印刷及复合设备智能化改造
 
  1、智能控制系统触摸屏:人性化设计、PLC智能控制、一键启动,随时可对温度及其它运行数据进行调整。
 
  2、PID温度控制器:在印刷机、复合机每台加装一套PID智能温度控制器,以实现对每一加热单元(色组/烘箱)的温度自动控制,基本达到恒温的目的。
 
  3、PID凹印排风量同步控制系统:凹印机排风系统采用PLC智能联机同步控制,在凹印机启动时,排气风机同步启动,启动时排气风机在设定的低频率运行,当凹印机启动某个色组的热风机时,排气风机会自动增加引风频率,这个色组的排气阀门也自动同时打开,逐步启动其他色组时,排气风机也自动逐步增加引风频率,与其相应的排气阀门也自动打开。在关闭某个色组的热风机时,排气风机会自动减少引风频率,这个色组的排气阀门也同时自动关闭。在某些情况下需加、减排气风量时,也可通过触摸屏手动调节排气风机的频率来达到对排气量的要求,但在停机后,PLC控制器会恢复到原来程序设定的频率,这样更加节能。也就是说,机器一旦运行,就会按照PLC的设置程序进行自动运作,不需要人工进行调节。
 
  五、智能控制沸石转轮VOCs净化处理节能机组的处理效率以及工艺可行性
 
  智能控制沸石转轮VOCs净化处理节能热风机组采用常压式输出热能空气,安全性能高。经过该机组高温处理完的挥发性有机废气(主要成分为乙醇、异丙醇、丙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙酸丁酯等)的总排量低于国家和地方法规中浓度和速率的排放标准。经过沸石转轮浓缩系统净化处理的洁净气体,重新循环运用到印刷机以及复合机的烘干,为企业节约烘干成本。
 
  六、日常运行管理以及监管
 
  在设备日常运行中,各模块数据会上传到华世洁云平台,客户可以通过PC端、手机端对设备的运行情况进行查看和监控,对报警信息及时处理。客户可以根据当地监管要求,加装在线监测设备,实时传输到当地环保部门。
 
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