印刷企业废气处理设计与选型探究.pdf

82023/03 印刷技术敬请关注本刊官方微信 Printech1957专题报道 Special Report印刷企业废气处理设计与选型探究文_广西日报社印刷厂 黄宝贵图1 调研企业1的废气处理流程达标排放回风至车间VOCs废气前过滤器风机脱附换热器转轮CO炉入口风门CO炉风机CO炉触媒常见VOCs废气处理方式有活性炭吸附法、燃烧法、UV光解净化法、离子净化法等，各有优劣。由于VOCs的成分和浓度不同，选用的废气处理方式或组合方式就会有明显差异。笔者所在公司在引进废气处理设备之前，曾对多家印刷企业的废气处理方式进行调研。本文以已经投入使用且极具代表性的两家印刷企业为例，详细阐述两种常见废气处理方式的 主要优缺点。调研企业1的废气治理方式笔者调研的一家山西印刷企业拥有包装和报纸两种印刷业务，既有单张纸胶印，也有轮转胶印。该企业投入200多万元选用活性炭吸附（一般是几组互为备份）和催化燃烧组合的废气治理方式，废气处理流程如图1。竣工验收后，有资质的环境监测机构监测的数据如表1 所示。催化燃烧法处理VOCs废气的主要优点是效率高，适合多种类型的印刷企业；缺点是采用的贵金属催化剂容易因废气中的硫化物等杂质造成中毒失效，更换催化剂的费用很高，同时催化燃烧对废气进气条件要求非常严格，如果控制不好，极有可能造成催化燃烧室堵塞而引起安全事故。另外，废气若含有S、N等元素，燃烧后产生的硫化物等直接排放会导致二次污染。通常情况下，生产密集程度较高的印刷企业废气浓度在10005000mg/m3，9 印刷技术 2023/03中国印刷包装企业经营者的随身智囊 2020年印刷经理人订阅热线：010-88275811专题报道 Special Report监测日期2022年12月14日监测位置有机废气处理设施进口有机废气处理设施出口监测项目标态干排气量(Nm3/h)33173125非甲烷总烃监测浓度(mg/m3)34.002.57非甲烷总烃去除效率(%)-93苯监测浓度(mg/m3)0.60500.0841甲苯监测浓度(mg/m3)0.5990.144二甲苯监测浓度(mg/m3)1.1900.338颗粒物监测浓度(mg/m3)-2.6二氧化硫监测浓度(mg/m3)-未检出氮氧化物监测浓度(mg/m3)-16表1 调研企业1的有组织废气监测结果适宜采用催化燃烧法。随着科技的进步，采用更高效且不受废气中杂质影响的催化剂会大大减少企业废气治理成本，并针对废气中有可能含有的S、N等元素选用兼容性更强的催化剂，从而彻底解决二次污染 问题。调研企业2的废气治理方式笔者所在集团下属的一家印刷企业，既有单张纸印刷机，又有商业轮转印刷机，仅有印刷业务，其他业务如覆膜、胶装、骑马订等均为外包，生产过程中不使用热熔胶。该企业由于效益不是很好，为了控制成本，仅投入30多万元选用了UV光解净化法与水过滤和活性炭吸附组合的废气处理方式（图2为废气处理流程，主要原辅材料情况见表2）。为了避免温度过高的废气（商业轮转印刷采用烘箱烘干，温度高达几百摄氏度，废气温度达到140）进入废气处理系统，前端废气先经过水冷却，再进行UV光解，最后再经活性炭吸附后排出净化 气体。此处理方式能充分解决周边居民反复投诉的异味和有组织排放等问题。经过实地观测，笔者认为这套系统的设计上仍存在一些不足，一是前端的水冷却导致废气中混合的油性物质遇冷液化混合到水中，增加了水处理的难度；二是进入UV光解的气体中混合了水汽，提高了光解难度，而且该企业UV光解的长度和强度也不够，直接导致废气没有被充分光解；三是进入活性炭吸序号原料名称主要成分及特性年用量储存方式是否产生VOCs1大豆油墨水溶性丙烯酸大豆、有机颜料、连接料及相关助剂145.05t桶装是2润版液异丙醇或其他醇类、磷酸、磷酸盐、硝酸盐等1240L桶装是3异丙醇用于润版液调制8.28L桶装是4清洗剂（含洗车水）11108L桶装是5纸张-1000t捆装否表 2 调研企业2的主要原辅材料情况表图2 调研企业2的废气处理流程废气进口降温一体塔干湿分离器光氧催化设备活性炭吸附没备离心风机排气简一体扰流式除臭塔102023/03 印刷技术敬请关注本刊官方微信 Printech1957专题报道 Special Report附的气体含有大量水汽，直接导致活性炭使用寿命大大缩短。该企业的竣工验收实际废气监测数据如表3所示。由此可见，如何延长UV灯的使用寿命，采用一种新的方式在前端对气体颗粒物进行过滤的同时，既能降低气体温度，且不影响甚至提高活性炭的使用寿命，成为企业亟需解决的问题。广西日报社印刷厂的废气处理方式经项目组成员充分讨论和分析，针对企业仅有报纸印刷、每天印刷生产时间短、废气排放量相对较少等特点，我们最终投入60万元选用了活性炭吸附法。其废气处理流程如图3所示，竣工验收后，由专业监测机构监测的废气结果如表4 所示。活性炭的吸附能力可达95%以上，其主要优点是净化率高、投资低、操作简单。活性炭吸附法目前主要应用于常温的低浓度有机废气净化处理，废气中有害成分浓度800mg/m3，浓度低、风量大，同时没有颗粒物和粘性物。绝大多数单张纸商业印刷企业和报纸印刷企业的印刷干燥方式为挥发性干燥，符合上述特征，尤其像笔者所在的报纸印刷企业非24小时不间断生产，更宜采用活性炭吸附法进行废气处理。活性炭在吸附饱和后（笔者所在企业大概45年左右）需要更换新的活性炭，替换下来的活性炭需由专业人员进行处理，总体费监测日期2023年1月9日监测位置G1 1#排气筒进气口G2 1#排气筒排气口监测项目苯甲苯与二甲苯合计总VOCs苯甲苯与二甲苯合计总VOCs浓度平均值（mg/m3)实测值 1.34013.90061.6800.2692.19040.880标准限值-1.00015.00080.000排放速率（kg/h）标准限值0.0210.2130.9470.0040.0310.582标准限值-0.400001.6005.100备注标准限值参考印刷行业挥发性有机化合物排放标准(DB 44/815-2010)中表2柔性版印刷第时段最高允许排放浓度及排放速率表3 调研企业2的有组织废气监测结果用相对较低。由于各印刷企业的VOCs成分和浓度不同，所选用的废气处理设备也就存在差异，企业所承担的成本也不同，这就需要印刷企业在引进废气处理设备之前，深入了解本企业的VOCs种类、成分和浓度，根据国家标准和企业所在地的地方标准，再结合企业实际选择最适合的处理设备，而不是盲目追求高大上和高科技的VOCs末端治理 技术。图3 广西日报社印刷厂的废气处理流程监测日期2022年12月13日监测位置G1 1#排气筒进气口G2 1#排气筒排气口监测项目苯甲苯与二甲苯合计总VOCs苯甲苯与二甲苯合计总VOCs浓度平均值（mg/m3)实测值 2.6225.7105.90.7109.0030.70标准限值1.015.080.0排放速率（kg/h）标准限值0.1151.134.650.03030.3851.31标准限值0.41.65.1备注标准限值参考印刷行业挥发性有机化合物排放标准(DB 44/815-2010)中表3表4 广西日报社印刷厂的有组织废气监测结果印刷废气VOCs经依据罩收集抽风管道三级初效过滤预处理一级高效活性炭吸附二级高效活性炭吸附主风机达标排放