印刷車間VOCs治理項目分析

吳炯

摘 要：本文研究了沸石轉輪吸附濃縮+蓄熱燃燒處理技術（RTO）的設備構造、工藝原理和運行流程。應用該技術對印刷車間VOCs廢氣進行治理，測試了系統的處理效率，結果表明主要污染物的處理效率、排放濃度和排放速率均達到了行業標準。

關鍵詞：印刷車間；VOCs治理；沸石轉輪；蓄熱燃燒

中圖分類號：X796 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）09-0001-01

伴隨著印刷行業高速發展的同時，環境污染的問題也日趨嚴重。2013年9月國務院發布《大氣污染防治行動計劃》，明確提出對包括印刷包裝行業在內的幾大行業實施VOCs治理，以滿足綠色生產和環境保護的要求[1]。印刷車間內產生的VOCs廢氣需要采取有效的技術處理達標后再排放。

1 沸石轉輪吸附濃縮+蓄熱燃燒技術（RTO）技術

沸石轉輪吸附濃縮技術是針對大風量、低濃度有機廢氣處理的新工藝。其核心部件是用分子篩等材料制備的蜂窩轉輪。轉輪吸附濃縮系統利用吸附—脫附—濃縮—冷卻連續性過程對VOCs廢氣進行吸附濃縮[2]。其基本原理如下：

（1）沸石分子篩轉輪分為吸附區、脫附區和冷卻區三個功能區域，沸石分子篩轉輪通過電機驅動進行回轉，以此來實現處理、冷卻、脫附三個功能。（2）大風量、低濃度廢氣通過前置的過濾器后送至沸石分子篩轉輪的吸附區。在吸附區（吸附區面積為S1）有機廢氣中VOCs被沸石分子篩吸附除去，有機廢氣被凈化后從沸石分子篩轉輪處理區排出。（3）吸附在分子篩轉輪中的VOCs在脫附區（脫附區面積為S2）經過高溫空氣處理而被脫附、濃縮，濃縮倍數一般為5～20倍。濃縮倍數n=（S1×V1）/（S2×V2），其中S1/S2=10：1，V1/V2=（0.5～2）。

再生后的沸石分子篩轉輪在冷卻區被冷卻。經過冷卻區的空氣，在經過加熱后作為再生空氣使用，達到節能的效果。

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄熱室氧化器）主要包括蓄熱室、氧化室、風機等，它通過蓄熱室吸收廢氣氧化時的熱量，并用這些熱量來預熱進入的廢氣，從而有效降低廢氣處理后的熱量排放，同時節約了廢氣氧化升溫時的熱量損耗，使廢氣在高溫氧化過程中保持著較高的熱效率，相比于直接燃燒法（TO）和催化燃燒法（RCO），蓄熱式燃燒（RTO）可節省大量的運行成本[3]。

2 項目概況

某印刷廠在生產過程中產生并排放大量VOCs廢氣。根據現場調查，該印刷廠包含報紙和書刊兩個印刷車間，有多臺高斯、羅蘭、海德堡等印刷設備。VOCs廢氣主要來自油墨、潤版液和清洗劑的揮發，同時該車間還存在大量粉塵和紙沫。

為改善大氣環境質量，促進企業經濟的可持續發展，滿足環境與經濟的同步協調發展要求，在對印刷車間現場考察及有關資料的分析核算的基礎上，采用沸石轉輪吸附濃縮+蓄熱燃燒技術（RTO）對印刷車間VOCs廢氣進行治理。根據相關的行業規范和要求[4]，印刷車間VOCs有機廢氣排放標準按照《印刷業大氣污染物排放標準》（DB31/872-2015）執行，大氣污染物排放限值如表1。

3 凈化工藝流程（圖1）

（1）首先對各排氣口的VOCs廢氣進行收集匯總，匯總后的大風量低濃度有機廢氣經過前端的三級過濾器，進一步去除廢氣中的顆粒物和粉塵等雜質。（2）在吸附風機的作用下，過濾后的廢氣經過分子篩轉輪吸附，吸附后的凈化氣體和RTO凈化后的氣體從煙囪直接排放。（3）吸附在分子篩轉輪上的有機物，利用混合加熱后的高溫氣體（約200℃）對其脫附，濃縮倍數約15～20倍。同時另一股冷卻風對脫附后的高溫區進行冷卻，冷卻后的廢氣再經過與RTO高溫熱風混合升溫，使其溫度到達200℃再對分子篩轉輪進行脫附。（4）分子篩轉輪脫附后的高濃度廢氣進入RTO系統，廢氣經過RTO蓄熱陶瓷加熱后再進入燃燒室燃燒，燃燒后的高溫煙氣約800℃，高溫煙氣流經蓄熱陶瓷后再外排至煙囪，經過蓄熱陶瓷時將熱量傳遞給蓄熱陶瓷，并用于下一循環的入口廢氣的加熱[5]。

4 污染物測試結果

據《固體污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣法GB/T16157-1996》、《環境空氣苯系物的測定 氣相色譜法HJ/T584-2010》和《固體污染源排氣中非甲烷總烴的測定氣相色譜法HJ/T584-2010》等規范對治理效果進行仔細檢測。表2檢測結果顯示：主要污染物平均處理效率達到98%以上，排放濃度和排放速率均達到行業標準。

5 結語

采用沸石轉輪+蓄熱式燃燒處理技術（RTO）可以有效地處理印刷車間中的VOCs廢氣，主要污染物平均處理效率達到98%以上，排放濃度和排放速率均達到行業標準，具有良好的社會和經濟效益。由于印刷車間中粉塵和油墨散發嚴重，凈化處理工藝前端必須采取過濾和攔截措施。

參考文獻

[1]楊利嫻，黃萍，趙建國，等.我國印刷業VOCs污染狀況與控制對策[J].包裝工程，2012，2（2）：75-77.

[2]高博.治理VOCs的新工藝-沸石轉輪吸附濃縮+催化燃燒[J].中國環保產業，2016，（8）：75-78.

[3]簡力，孫昆.蓄熱式氧化爐在處理SBS生產廢氣中的應用[J].節能技術，2014，3（1）：47-50.

[4]Carlowitz， Otto， Meyer. Process Heat Generation in Hot Bypass of RTO Plants versus Separate Heat Production. Chemie Ingenieur Technik.2016，88（5）：666-671.

[5]何毅，周飛，狄育慧.印刷廠有機廢氣處理工藝[J].潔凈與空調技術，2015，3（1）：65-68.