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包装印刷有机废气处理技术探究(二)
来自:大连晟锋冷气机
发布日期:2017年8月14日 打印本页 访问量:38 字体大小:T T

2.2.3回收工艺

有机溶剂的回收是将经热风脱附得到高浓度的有机废气通过某种工艺手段,使得有机物从空气中分离出来加以回收利用。根据印刷厂油墨废气中有机溶剂的物理性质,该印刷厂采用冷凝回收技术,即通过将脱附的气体冷却到低于有机物的露点温度,从而使有机物冷凝成液滴后从气体中分离出来。本组合工艺将冷凝系统置于吸附阶段之外,即用即开,有效发挥了冷凝法处理高浓度VOCs稳定、高效的优势,又避免了纯冷凝技术引起的成本及操作费高的问题。

2.3工艺流程及说明

本工艺的具体工艺流程如图1所示。为了进行连续操作,设计了两个峰窝活性炭吸附床,其中一个执行吸附功能时,另一个则进行脱附再生,两台吸附器通过切换阀门自动转换功能。其工作过程为:首先,集中有机废气送往其中一台活性炭吸附器1,在常温下进行吸附净化,废气中的有机污染物被活性炭吸附截留,洁净气体由吸附风机2排放到大气中去。当活性炭吸附器吸附饱和后,进入热风脱附再生阶段。同时,通过切换阀门将有机废气切换到另外一个活性炭吸附器内继续进行吸附。

在脱附阶段,有机废气经过板式换热器3和蒸发器4,由脱附风机5送入到蒸汽加热器6,由蒸汽间接加热到脱附所需温度130℃(即所谓“热风”),热风进入活性炭吸附器内加热活性炭,活性炭被加热到一定温度时,吸附在活性炭内的有机污染物从活性炭内脱离出来并形成高浓度有机废气。脱附出来的高温高浓度有机废气(热风)与冷冻后的有机废气(冷风)在板式换热器3内进行热交换,“热风”温度从130℃降到30℃左右,而“冷风”则由-30℃左右升温到70℃左右,30℃左右的“热风”再进入蒸发器4内冷却降温到-30℃左右,此时,废气中的有机溶剂逐步冷凝形成液滴排出回收,高浓度有机废气中的有机物浓度也随之下降。此外,该股“冷风”再经过换热器,与“热风”进行热交换,充分循环利用“热风”的能源,同时“热风”降温也充分利用了“冷风”的冷源。升温到70℃左右的“冷风”再由脱附风机5送入蒸汽加热器6,由蒸汽间接加热升温至130℃左右(热风),进入吸附器1脱附再生,完成了整个循环。

当脱附再生完毕后,活性炭吸附器的吸附活性得以恢复,重新进入有机废气的吸附工作。在实际运行过程中蒸汽加热器6和冷冻系统只是在脱附启动阶段时需要全负荷使用,当活性炭加热到设定的温度后,由于设置了板式换热器,蒸汽加热器和冷冻系统均不需要全负荷运行。这样就可以达到能源充分利用,尽可能降低活性炭脱附再生的成本。蒸汽加热器和冷冻系统的开启与关闭均是根据自动温控系统自动控制。

2.4吸附器的设计

为获得理想的吸附和脱附效率,设计要求吸附器内升温速度快,空气残余量小,脱附循环气体浓度提升快。根据废气排放状况,设计每台吸附器蜂窝活性炭充装量为7.2m3,为了减少有机废气通过的阻力,通过长度为0.8m,安装紧凑,吸附器内部剩余空间小,使热风脱附时温度、有机溶剂浓度都能快速提升。

2.5冷凝回收工艺设计

为达到较高的冷凝回收率,除提升脱附气体浓缩比外,应选取较低的冷凝温度,以降低有机溶剂饱和蒸汽分压,提高回收率。本工艺控制冷凝温度-25~-30℃,可回收混合溶剂≥90%。为减少工程投资、减少占地面积、降低运行成本,本设计冷凝工艺选用风冷机组。

2.6成本及效益分析

2.6.1运行成本及经济效益

本工艺用电负荷及每年的电费如表2所示。除电费以外,消耗蒸汽费0.6万元/a,工人工资福利费4.8万元/a,活性炭约10万元/a,设备维修费约5万元/a,合计运行费用为51.7万元。同时,根据测算,每年可回收有机溶剂约200t,按照每吨0.6万元计算,则每年可产生的直接经济效益为120万元,扣除运行费,每年可净回收经济效益68.3万元。因此,该有机废气组合处理工艺不仅极大程度地消除了印刷厂VOCs带来的环境污染问题,并且实现了资源的回收利用,取得了间接的经济效益。

2.6.2环境效益与社会效益

本工程除了有机溶剂回收所产生的间接经济效益以外,其效益主要体现在社会效益和环境效益。一方面,有机废气处理设备系统的建设,可以有效解决油墨印刷机日常运行过程中所产生的有机废气污染问题,确保处理后的尾气排放满足环保部门对有机废气排放的要求;另一方面,处理后排放的气体质量的提高和环境的改善,有利于提高工厂及工厂周边环境的环境质量,有利于保障职工及周边居民的身心健康。

3结论与展望

在对包装印刷业VOCs的控制上,溶剂回收和重复利用已经得到了越来越多人的共识。单一的VOCs回收处理技术由于其本身适用条件的限制往往无法达到VOCs的控制要求,而本文提出的“蜂窝吸附-热风脱附-冷凝回收”处理印刷厂有机废气的工艺路线,流程简单,操作方便,即能满足印刷厂有机废气的达标排放,同时还能实现有机废气的二次回收利用,兼具良好的环境效益与经济效益。在我国包装印刷业蓬勃发展的背景下,VOCs污染防治将是一项持久艰巨的任务。未来的包装印刷业VOCs处理应一方面加快对新兴处理工艺的基础研究,以期尽快得到工业应用,另外,更要加快对VOCs组合处理工艺的技术开发,以同时满足高处理效率和低经济成本的处理要求。
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