【印聯傳媒資訊】隨著新環保法規的提出,以及各地對VOCs的排放限制越來越嚴,VOCs排放企業和環保設備提供企業必須對環保更加重視。
據相關資料估算,我國包裝印刷業VOCs的排放量約200萬~300萬噸/年,約占整個印刷行業總排放量的80%以上,包裝印刷業的VOCs貢獻量不容忽視。資料顯示[1~3],VOCs對人和環境的危害極大。因此,必須大力推進包裝印刷企業VOCs綜合整治,從源頭削減VOCs排放,同時對所排放的VOCs采取合理有效的治理技術。
相較于傳統的活性炭吸附—催化氧化工藝,沸石轉輪濃縮—蓄熱式焚燒工藝具有諸多優勢,如安全性高、出口濃度波動小、凈化率高等特點[4],沸石轉輪濃縮—RTO不久將成為此類項目的主流工藝和處理設備。
一、工藝流程及凈化原理
1.工藝流程
沸石轉輪濃縮—RTO工藝流程示意圖見圖1。

2.凈化原理
本技術是沸石轉輪吸附同蓄熱式焚燒技術的組合工藝,凈化系統主要由粉塵過濾裝置、沸石轉輪濃縮吸附裝置、RTO、風機、換熱器、PLC自動化控制系統組成。該組合技術通過沸石轉輪的吸附濃縮使大風量、低濃度有機廢氣濃縮為小風量、高濃度濃縮氣體,高濃度濃縮氣再經RTO高溫燃燒分解為CO2和H2O等無機成分。沸石轉輪濃縮裝置是利用吸附-脫附-濃縮三項連續變溫的吸附、脫附程序,通過轉輪的旋轉,在轉輪(被分割成吸附區、脫附區、冷卻區、上同時完成VOCs的吸附、脫附再生。
組合技術工藝過程:經粉塵過濾裝置去除粉塵、顆粒物后的有機廢氣流過濃縮轉輪時,其中的有機物在轉輪吸附區域會被吸附下來,經過吸附凈化后的廢氣(約占處理風量的85%~95%、排放到大氣中,一小部分廢氣(約占處理風量的5%~15%、對轉輪冷卻區降溫后經換熱器被加熱到180~220℃的脫附溫度后,流入脫附區,脫附區有機物從吸附劑—沸石上脫離到加熱的氣流中,轉輪得以再生,脫附后的高濃度VOCs被送入RTO高溫焚燒,反應后的高溫煙氣進入規整蜂窩陶瓷蓄熱體,95%的熱量被蓄熱體吸收并“儲存”起來,溫度降低到接近RTO入口溫度,通常不超過50℃。蓄熱體溫度升高后,通過切換閥或旋轉裝置切換氣流流向,分別進行蓄熱和放熱,實現熱量的有效回收利用。
二、工藝的優點
1、相較于固定床活性炭吸附濃縮,出口濃度穩定。由于轉輪始終處于旋轉狀態,故轉入吸附區的沸石會較快轉入脫附區脫附再生,使得吸附區停留時間短。
2、采用沸石作為吸附劑,因沸石具有不燃性,相較于煤制/木制活性炭,安全性能好。
3、高溫脫附,脫附效率高,使高沸點殘留問題迎刃而解。
4、系統組合緊湊,充分利用熱源,節省設備投資和運行費用。首先,脫附后的VOCs濃度一般為系統進氣濃度的6~25倍,可達到RTO自持濃度,正常運行中,RTO輔助加熱系統不開啟。其次,利用冷卻風作為脫附風(常溫冷卻風經冷卻區后溫度升到80~110℃、,同時取少量RTO爐膛高溫凈化氣進一步加熱脫附風,達到脫附用溫度,可降低運營成本。
5、氧化系統采用蓄熱式焚燒技術(RTO、,與傳統的催化燃燒、直燃式熱氧化爐相比,具有凈化效率高(高達99%以上、、熱效率高(≥95%、、運行成本低等特點,濃度稍高時,還可進行二次余熱回收,大大降低運營成本。
三、實際應用效果
以北京某印刷廠為例,該廠VOCs廢氣來源于兩條印刷線,每條印刷線有主排和側排兩個抽風口,總排風量為40000m3/h,廢氣主要成分為乙醇、乙酸丁酯,VOCS濃度為300~600mg/m3。針對此大風量、低濃度廢氣,公司采用了轉輪濃縮-RTO凈化裝置進行治理,自投入使用一年以來,整套系統運行良好,表1的監測結果表明,VOCS出口濃度低于30mg/m3,符合國家和地方印刷業大氣污染物排放標準。此外,沸石轉輪凈化率95%以上,RTO凈化率99%以上,達到設計要求。

該工藝先采用轉輪吸附濃縮,降低了RTO設備廢氣處理量,使得RTO規模變小,降低了設備投資費用;盡管有機廢氣濃度比較低,但經濃縮后,有機廢氣濃度達到自持濃度以上,所以RTO除了首次開機預熱需要消耗天然氣(RTO輔助燃料、外,其他時間RTO輔助加熱系統無需開啟,同時脫附風熱源來自于有機廢氣氧化釋放的熱能,系統運行費用低。
沸石轉輪濃縮—RTO凈化系統采用PLC全自動化控制并配備液晶觸摸顯示屏。控制程序監視所有控制器、驅動器、壓力開關、壓力變送器、熱電偶、限位開關、生產線連鎖信號和儀表連鎖信號。如發生任何異常,人機界面就會顯示故障信息,然后通過程序控制采取適當動作,確保系統的安全。
四、結論
實際運行結果表明,沸石轉輪—RTO工藝對大風量、低濃度有機廢氣凈化效果好,運行費用低,凈化尾氣排放符合當前嚴格的VOCS排放標準。目前國內轉輪濃縮系統90%以上是進口國外的技術和產品,投資高、工期長,亟需開發沸石轉輪濃縮技術,打破轉輪國外壟斷的局面,從而更好地服務于我國的VOCs廢氣治理。
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