包装印刷有机废气处理技术探究
引言
改革开放以来GLUBET格鲁电竞,我国包装印刷业随着经济的增长迅速崛起GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,中国逐渐成为继美国、日本、欧盟之后的第四大印刷市场。包装印刷厂的主要产品为各种印刷制品GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,在生产过程中大量使用彩色油墨和有机溶剂GLUBET格鲁电竞,油墨所用溶剂主要包括甲苯GLUBET格鲁电竞、二甲苯、丁酮GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞、异丙醇GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞、正丁酯GLUBET格鲁电竞、乙酸乙酯等低沸点挥发性有机物GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞。据统计,有机溶剂通常占到了油墨总量的70%~80%GLUBET格鲁电竞,而在印刷产品干燥的过程中GLUBET格鲁电竞,这部分有机溶剂会挥发到大气中GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,产生大量的有机废气(VolatileOrganicCompounds,简称VOCs)。因此,包装印刷成为我国VOCs的主要排放源之一GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞。
VOCs通常是指在常压下沸点低于260℃或标准状况下饱和蒸气压大于0.13kPa的有机化合物GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,这类物质种类繁多GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,多数具有毒性GLUBET格鲁电竞,且大多数VOCs都具有回收价值GLUBET格鲁电竞。因此,VOCs的大量排放不仅会对环境卫生和人体健康带来极大威胁GLUBET格鲁电竞,还会造成严重的资源浪费及经济损失GLUBET格鲁电竞。长期以来GLUBET格鲁电竞,我国废气治理的重点主要放在除尘GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞、脱硫GLUBET格鲁电竞、脱硝上GLUBET格鲁电竞,VOCs治理技术发展缓慢GLUBET格鲁电竞LUBET格鲁电竞!笆濉惫婊岳碐LUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,国家对VOCs的治理日益重视,并明确指出“推进精细化工业有机废气污染治理GLUBET格鲁电竞,加强有机废气回收利用”。因此,如何减少包装印刷业VOCs的排放,同时有效回收这部分有机溶剂GLUBET格鲁电竞,*终实现经济效益和环境效益的双赢GLUBET格鲁电竞,已经成为包装印刷业的一项重要任务GLUBET格鲁电竞。
1包装印刷业VOCs控制技术概述
目前GLUBET格鲁电竞,我国包装印刷行业现有的VOCs控制术大体可分为两大类:一类是消除法GLUBET格鲁电竞,即通过破坏性的化学或生物反应GLUBET格鲁电竞,将挥发性有机物转化为水和二氧化碳,主要包括燃烧法GLUBET格鲁电竞、生物法等,还包括一些新型的控制技术GLUBET格鲁电竞,如光催化法;另一类是回收法GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,即在一定温度、压力下GLUBET格鲁电竞,通过一定技术来分离回收挥发性有机物,主要包括吸附法GLUBET格鲁电竞、吸收法、冷凝法等。
1.1消除法
燃烧法是目前应用比较广泛的有机废气治理方法GLUBET格鲁电竞,主要包括直接燃烧法和催化燃烧法GLUBET格鲁电竞。直接燃烧是将VOCs当作燃料,通过热反应,将其转变为水和二氧化碳GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,去除效率可达95%以上。催化燃烧法是在催化剂的作用下GLUBET格鲁电竞,使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳GLUBET格鲁电竞。燃烧法主要适用于成分复杂、高浓度的VOCs气体GLUBET格鲁电竞,具有效率高、处理彻底等优点。但若废气含有ClGLUBET格鲁电竞、S、N等元素GLUBET格鲁电竞,采用燃烧**产生HCl、SOxGLUBET格鲁电竞、NOx等有害气体,造成二次污染GLUBET格鲁电竞。
生物法是利用微生物的新陈代谢对VOCs进行生物降解的过程GLUBET格鲁电竞,主要适合于低浓度GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞、大气量且宜生物降解的有机废气治理。生物法处理有机废气具有设备简单GLUBET格鲁电竞、运行费用低、操作简便、净化效率高GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞、不产生二次污染物等优点。但生物法对有机废气的进气浓度和性质要求较高,同时对生物菌落和填料也提出了较高的要求GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,因此目前还未得到大量应用GLUBET格鲁电竞。
光催化是指利用光催化剂(如TiO2)氧化分解吸附在催化剂表面的VOCs物质GLUBET格鲁电竞。合适的光催化剂能够在常温下将VOCs完全氧化成无毒无害的物质GLUBET格鲁电竞,无二次污染,适合处理高浓度GLUBET格鲁电竞、气量大、稳定性强的有机废气。目前GLUBET格鲁电竞,光催化法在处理废水上已经得到了一些应用GLUBET格鲁电竞,但是由于其存在反应速度慢、光子效率低等的缺点,在VOCs治理方面实例却不多。
1.2回收法
吸附法主要是利用固体吸附剂(如硅胶GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞、分子筛GLUBET格鲁电竞、活性炭等)把排放废气中的有害组分吸附留在固体表面里GLUBET格鲁电竞,从而达到净化作用GLUBET格鲁电竞。吸附法常见于处理低浓度高通量的VOCs废气GLUBET格鲁电竞,优点是去除率高GLUBET格鲁电竞,净化彻底GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,能耗低,工艺成熟GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞。不仅如此GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,吸附法若与其他处理方法联用,既可防止环境污染GLUBET格鲁电竞,又能回收有用的物质GLUBET格鲁电竞,具有很好的环境和经济效益GLUBET格鲁电竞。缺点是处理设备庞大GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,流程复杂GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,当废气中含有胶粒物质或其他杂质时GLUBET格鲁电竞,吸附剂易失效。在现有的吸附剂中GLUBET格鲁电竞,活性炭性能*好GLUBET格鲁电竞,应用*广GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,去除效率通矴LUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞?纱?5%以上GLUBET格鲁电竞。
吸收法主要是采用低挥发或不挥发液体为吸收剂GLUBET格鲁电竞,利用有机废气能与其互溶的特点GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,来吸收废气中的有害物质GLUBET格鲁电竞。该方法适用于浓度较高GLUBET格鲁电竞、温度较低和压力较大情况下气相污染物的处理,具有技术成熟GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,设计及操作经验丰富,适用性强的优点GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞。但对于有机废气GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,由于其水溶性一般不好GLUBET格鲁电竞,应用不太普遍GLUBET格鲁电竞。另外,该法对吸收剂和吸收设备的要求通常较高GLUBET格鲁电竞,而且吸收剂需要定期更换GLUBET格鲁电竞,过程较复杂,费用较高GLUBET格鲁电竞。
冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一物理性质GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,采用降低系统温度或提高系统压力的方法GLUBET格鲁电竞,使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程GLUBET格鲁电竞,具有设备和操作条件简单GLUBET格鲁电竞,回收物质的纯度较高的优点GLUBET格鲁电竞。在生产过程中GLUBET格鲁电竞,冷凝法常常与压缩、吸附GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞、吸收等过程组合应用GLUBET格鲁电竞,来回收有机废气中有用的组分GLUBET格鲁电竞,从而实现资源的重复利用GLUBET格鲁电竞,降低运行成本GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞。
上述两类方法中GLUBET格鲁电竞,回收法能够在污染控制的同时实现资源的循环利用GLUBET格鲁电竞,是一种更具有开发潜力的技术方法GLUBET格鲁电竞。然而GLUBET格鲁电竞,任何一种VOCs回收处理技术本身都各有利弊GLUBET格鲁电竞,使用条件也有较大差异。例如,吸附法处理低浓度VOCs效果虽好,但是对于高浓度废气的处理却可能存在热效应高、吸附剂堵塞或二次污染等问题;而冷凝法则更适宜于处理高浓度VOCsGLUBET格鲁电竞,对于低浓度废气的处理效果较差GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞、设备成本较高GLUBET格鲁电竞。因此GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,为*大程度地实现低成本GLUBET格鲁电竞、高效率的VOCs处理目的GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,需开发废气处理的集成工艺GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,将不同的VOCs回收处理技术通过一定的方法组合起来GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞,使之优势互补、各尽其用GLUBET格鲁电竞,以实现低成本和高成效的双赢GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞。
2包装印刷业VOCs组合处理工艺实例
上海某油墨印刷厂采用“蜂窝吸附-热风脱附-冷冻回收”的组合工艺GLUBET格鲁电竞,对生产过程中产生的VOCs进行集中收集GLUBET格鲁电竞、集中处理GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞、集中回收GLUBET格鲁电竞,取得了低本高效的处理效果GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞。该工艺采用吸附截留有机溶剂气体、热风脱附解析溶剂气体的工艺将有机物分离浓缩出来加以冷凝回收GLUBET格鲁电竞,从而实现空气净化和废弃物循环利用的目的。下面以该工艺为实例对VOCs组合处理工艺进行分析探讨GLUBET格鲁电竞GLUBET格鲁电竞。
2.1废气状况及排放要求
该印刷厂有机废气排放现状及GB16297—1996《大气污染综合排放标准》中的二级排放标准(新建扩改项目)要求如表1GLUBET格鲁电竞。