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印刷车间废气处理设备

产品时间:2020-03-19

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简要描述:

印刷车间废气处理设备:蓝阳环保以经济有效的印刷废气处理方法,比较了常用的几种有机废气处理技术。以此为基础,针对油墨印刷厂产生的有机废气,提出了一种“蜂窝吸附-热风脱附-"的组合式有机废气处理工艺路线,同时实现了空气净化和废物的循环利用。

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蓝阳环保以经济有效的印刷废气处理方法,比较了常用的几种有机废气处理技术。以此为基础,针对油墨印刷厂废气处理,提出了一种“蜂窝吸附-热风脱附-”的组合式有机废气处理工艺路线,同时实现了空气净化和废物的循环利用。

印刷行业介绍

印刷(Printing,Graphic Arts,也用使用Graphic Communications即图形传播的)是将文字、图画、照片、防伪等原稿经制版、施墨、加压等工序,使油墨转移到纸张、织品、塑料品、皮革等材料表面上,批量复制原稿内容的技术。印刷是把经审核批准的印刷版,通过印刷机械及专用油墨转印到承印物的过程,改革开放以来,我国包装印刷业随着经济的增长迅速崛起,中国逐渐成为继美国、日本、欧盟之后的第四大印刷市场。

印刷厂废气来源:

包装印刷厂的主要产品为各种印刷制品,在生产过程中大量使用彩色油墨和有机溶剂,油墨所用溶剂主要包括甲苯、二甲苯、丁酮、异丙醇、正丁酯、乙酸乙酯等低沸点挥发性有机物。据统计,有机溶剂通常占到了油墨总量的70%~80%,而在印刷产品干燥的过程中,这部分有机溶剂会挥发到大气中,产生大量的有机废气(VolatileOrganic Compounds,简称VOCs)。因此,包装印刷成为我国VOCs的主要排放源之一。

印刷车间废气处理设备

采用蜂窝状活性炭作为吸附剂,通过吸附净化、脱附再生并浓缩挥发性有机物(VOCs)以及催化燃烧的原理,即将大风量、低浓度的有机废气通过蜂窝状活性炭吸附实现空气净化的目标。在活性炭吸附饱和后,再通过热空气脱附使得活性炭再生,脱附得到的浓缩有机物被送到催化燃烧床进行催化燃烧,内部的有机物质被氧化成为无害的CO2以及H2O。燃烧后的热废气通过热交换器加热冷空气,热交换后降温气体部分排放,部分用于蜂窝状活性炭的脱附再生,实现节能的目标。整套设备含有预滤器、吸附床、催化燃烧床和风机等设备。

印刷废气处理设备工艺流程设计

1、预处理

对于有机废气,人们应首先开展水喷淋,去除废气内部的杂尘、可溶性有机物。喷淋后,气体内部具有大量水分和少量粉尘,为避免水分与粉尘影响活性炭吸附床的有效运行,人们需要在处理时利用高效率的过滤器进行过滤。

2、吸附操作

经过预处理的有机废气,在风机的作用下引入吸附床,将其均匀地分布在活性炭表面。依据分子间的范德华力,活性炭会将有机废气吸附在表面,这一过程耗时较少,但时间越长,吸附越彻底。二者之间没有现较大的化学反应,而有机废气却达到较高的净化效果。经过净化后的洁净废气可以达到相关大气污染物的排放标准,在风机的作用下,其可以达到15m高排气筒的排放标准。每套废气净化处理系统含有个级别的吸附床,两套用来吸附,一套用来脱附,三套设备可以实现轮流操作。

3、脱附和催化燃烧

在活性炭吸附到饱和程度后,切换到脱附床,脱附需要外加的热量,加热装置安装在催化氧化床内部,开启后同时预热催化剂。催化氧化床达到设定的温度后,将热空气引入脱附床内部,有机废气在加热的作用下从活性炭表面全部解析出来。

高浓度的有机废气在外力的作用下进入氧化床中,通过金属铂的催化作用,被燃烧分解为H2O与CO2,废气通过这一操作得到净化。这一燃烧过程的特征为低温、快速以及无焰,并产生较大的热量,人们可以将活性炭再次回用到有机废气的脱附与燃烧氧化中,从而降低能源消耗。

在有机废气浓度较大时,燃烧产生的热量过多会导致催化氧化床的温度较大,进而影响整个废气治理系统的安全性、为此,本文设计的系统含有冷空气补充装置,它可以引入新鲜空气来降低反应温度,从而保证系统操作的安全性。
 

印刷废气处理设备组成部分

1、漆雾过滤器

喷漆废气主要出现在工件涂抹的喷漆工作台,高压空气喷射的油漆很多停留在工件上,其他都随废气排,变成漆雾。这些漆雾粉尘含量较低,颗粒较小,绝大部分直径小于10mm。如果不处理会很快堵塞活性炭的微孔,使其失去原有的功能。因此,喷漆废气必须先进行粗过滤处理。

2、吸附剂的选择与参数设定

活性炭具有比表面大、吸附能力强以及成本较低等优势,它是目前VOCs污染常见的吸附剂。粉末状态的活性炭更换不方便,活性炭纤维含有规则的微孑L结构,具有较大的吸附容量,同时容易脱落,成本较高。蜂窝状的活性炭风速高,阻力小,可以应用到大风量的低浓度废气吸附中。本文选择蜂窝状活性炭,吸附床的结构采用的为抽屉式的组装模式,便于使用时的填装与拆卸。

催化燃烧设计

1、换热器

换热器的结构较为复杂,为了降低生产成本,方便后续安装,本文采用结构较为简单的固定式管板式换热器,冷气体走壳体,热气体走管程。

2、电加热室

在本方案中,加热室仅仅提供开机时预热气体需要的热量,苯催化燃烧后有大量的预热可以利用,因此需要的热功率较低,通过电加热即可,不需要天然气或液化石油气的额外加热。

3、保温模块的处理

催化燃烧一体化设备内部的温度远远高于常温,需要增加保温处理避免对工作人员造成伤害。保温利用的保温棉采用的材料为硅酸铝纤维毡,依据燃烧室可能出现的高温度200oC来设计,保温棉的厚度取值为64mm。

4、阻火器的设计

阻火器是由许多细小通道或孑L隙组成的,当火焰进入这些细小通道后就形成许多细小的火焰流。由于通道或孔隙的传热面积很大,火焰通过通道壁进行热交换后,温度下降,到一定程度时火焰即熄灭。阻火器是用来阻止燃烧的气体或者是易燃性液体蒸发火焰蔓延的设备,在VOCs催化燃烧的反应器中,如果有火星的话会引发气体火焰出现进而促使整个管网燃烧,所以阻火器的作用较大。阻火器的壳体尺寸大小与流体阻力有直接关系,通常壳体直径为配合使用的管道直径的4倍左右,即D=4d。本文依据规范设计,利用明火开口端和闭口端进行点火,本方案采用无火燃烧方式,如果依据D=4d的话,阻火器会过大,依据实际的操作需求,本文设计的数据取值为D=2d,角度为60o。阻火器采用的为1mm不锈钢,管道直径为500mm×200mm,扩散的角度为60o,壳体前半部分的高度取值为250×sin60o=433mm。

印刷车间废气处理设备特点

1.采用吸附浓缩+催化氧化组合工艺,整个系统实现了净化、脱附过程闭循环,与回收类有机废气净化装置相比,无须备压缩空气和蒸汽等附加能源,运行过程不产生二次污染,设备投资及运行费用低。

2.前端采用干式高效粉尘过滤装置,净化效率高,确保吸附装置的使用寿命。

3.选用特殊成型的蜂窝活性炭作为吸附材料,吸附剂寿命长,吸附系统阻力低,净化效率高;

4.用优质贵金属钯、铂浸渍的蜂窝陶瓷作催化剂,催化净化率达97%以上,催化剂寿命长,废气分解温度低,脱附预热时间短,能耗低。

5.吸附有机废气的活性炭吸附床,可循环使用催化燃烧后的热气进行脱附再生,脱附后的气体再送入催化燃烧室进行净化处理,当有机废气浓度达到2000PPM以上时,可维持自燃。无需外加能量,运转费用低,节能效果显著。

6.采用微机集中控制系统,设备运行、操作过程实现全自动化、运行过程稳定、可靠。

7.安全设施完备,在气源与设备间设置安全防火阀、脱附时严格控制进入活性炭床的脱附温度,设有阻火器、感温棒、防爆口、报警器及自动停机等保护措施。

催化燃烧设备以其结构简单、净化效率高、节能、二次污染等优点,广泛应用于线材加工、机械、电机、化工、设备、汽车、发动机、塑料、电器、石油、化工、印染等行业。其他工业有机废气处理。如油漆工业中的苯、乙醇、乙酸乙酯、三苯基(苯、甲苯、二甲苯)和**,印刷工业中的异丙醇,电子工业中的乙酸乙酯、甲苯、二氯甲烷,三氯乙烷的吸附回收。此外,还可加工碳氢化合物(芳香烃、烷烃、烯烃)、含氧有机化合物(醇、酮、有机酸等)、含氮有机化合物、硫、卤素、含磷有机化合物等。

总结
相比其他有机废气处理方法,该方法是一种综合处理模式,汲取了其他模式的优势,技术较为成熟可靠,对于处理大风量、低浓度的有机废气具有较大优势,在催化燃烧的作用下,净化效果可以达到排放要求,活性炭持续使用。

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