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印刷废气治理方案设计

2018-10-15

印刷废气治理方案设计

  印刷行业也是导致大气污染行业之一,也是大气污染防治重点整改行业之一。印刷废气处理来源于印刷过程中采用的油墨、甲苯、二甲苯、汽油、酒精等有机溶剂挥发。尤其是在印品干燥的过程中,油墨所散发的挥发性组分的总含量占70%-80%,会有大量乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯以及甲苯、二甲苯等有机气体挥发排放。这些气体不仅污染大气,还会对人体的健康造成严重危害。因此,有效治理印刷行业废气污染已经成为亟待解决的重要问题。

而在对印刷行业产生的废气进行废气处理设备厂家净化处理时,由于印刷工艺以及印刷采用的涂料不同所产生的的废气成分也有所不同。

工艺类型

主要含VOCs原辅材料

VOCs排放特征

VOCs特征污染物

平版印刷

溶剂型油墨、植物大豆油墨、UV固化油墨和水性油墨

印刷与干燥过程排放,使用溶剂型油墨,VOCs排放浓度较高,其他类型油墨,VOCs排放浓度较低

异丙醇、乙醇、丁醇、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯等

凸版印刷

醇溶性油墨、水性油墨、UV固化油墨

印刷过程排放,使用水性油墨,VOCs排放浓度较低,使用醇溶性油墨,VOCs排放浓度较高

醇类

凹版印刷

溶剂型油墨、水性油墨

印刷与干燥过程排放VOCs,使用溶剂型油墨,VOCs排放浓度较高;使用水性油墨,VOCs排放浓度较低

酮类、醇类、醚类、酯类和芳烃类

孔版印刷

溶剂型油墨、水性油墨、UV油墨

印刷与洗版过程排放VOCs,使用溶剂型油墨,VOCs排放浓度较高;使用水性油墨,VOCs排放浓度较低

酮类、醇类、醚类、酯类和芳烃类

复合

胶粘剂、水性胶粘剂

复合过程排放VOCs,使用溶剂型胶粘剂,VOCs排放浓度高;使用水性胶粘剂,VOCs排放浓度较低

乙醇、乙酸乙酯

  所以在选择有机废气治理方法时,应根据废气成分、浓度等情况在进行过针对性选择。一般来说,选择有机废气处理方法,总体上应根据以下因素:有机污染物质的类型、有机污染物质浓度水平、有机废气的排气温度、有机废气的排放流量、微粒散发的水平、需要达到的污染物控制水平来选择设计治理方案。

  目前市面上对于VOCs的末端治理技术可分为两大类:回收技术和销毁技术。

  回收技术是通过物理的方法,改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机污染物的方法,主要包括吸附技术、吸收技术、冷凝技术及膜分离技术等。

销毁技术是通过化学或生化反应,用热、光、催化剂或微生物等将有机化合物转变为二氧化碳和水等的方法,主要包括高温焚烧、催化燃烧、生物氧化、低温等离子体破坏和uv(光)催化氧化技术等。

VOCs处理技术对比表

uv混合催化氧化法

生物分解法

活性炭吸附法

等离子法

燃烧法

通过高能紫外线激发催化剂产生的超强氧化活性自由基,将污染物质彻底分解氧化生成无害物质,如水和二氧化碳等。

利用循环水流,将VOC气体中污染物质溶入水中,再由水中培养床培养出微生物,将水中的污染物质降解为低害物质。

利用活性炭内部孔隙结构发达,有巨大比表面积原理,来吸附通过活性炭塔的VOC废气分子。

利用高压电极发射离子及电子,破坏VOC分子结构的原理,轰击废气中VOC分子,从而裂解VOC分子,达到脱臭净化的目的。

废气中污染物质在贵金属催化剂作用下燃烧或直接燃烧生成无害或低的污染物的方式。

VOC去除效果可达90%以上,能长时间稳定运行,不受外界温度等因素影响。

微生物活性好时除VOC可达70%,微生物活性降低,净化VOC效率亦大大降低,净化效果极不稳定。

初期净化效率可达65%,但极易饱和,通常数日即失效,需要经常更换。

适合低浓度的恶臭气体净化,正常运行情况下净化效率可达80%左右。

适用于中高浓度废气,处理效率可达90%以上,催化剂容易失活。

能处理氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、三甲胺、二甲基二硫醚等高浓度混合气体。

需要培养专门微生物处理一种或几种性质相近的气体。

适用于低浓度、大风量VOC,对醇类、脂肪类效果较明显。但处理湿度大的废气效果不好。

能处理多种VOC充分组成的混合气体,但对高浓度易燃易爆废气,极易引起爆炸。

能处理多种VOC充分组成的混合气体,对非甲烷总烃净化效率高。适用于24小时连续稳定排放的废气。

主体设备寿命十年以上。

养护困难,需频繁添加药剂、控制PH值、温度等。

活性炭需经常进行更换。

在废气浓度及湿度较低情况下,可长期正常工作

需经常添加贵金属催化剂或助燃剂。正常使用10年。

净化技术可靠且非常稳定,净化设备无需日常维护,只需接通电源,即可正常工作,运行维护费用极低。

运行维护费用较高,需经常投放药剂,以保持微生物活性,而且对循环水要求也较高,否则,如微生物死亡将需较长时间重新培养。

所使用的活性碳必须经常更换,并需寻找废弃活性碳的处理办法,运行维护成本很高。

用电量大,且还需要清灰,运行维护成本高。

设备一次性投资非常大,一般为其它工艺的5-10倍。运行费用极高。一般为其它工艺的10倍以上。

无二次污染。

可以看出,这五种处理方式去除率相当,但uv催化氧化法运行费用最低、最安全且占地面积不大,吸附法投资最少但安全性低、运行费用较高。

Uv光催化氧化设备工作原理

特制UV紫外线灯:利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射废气,裂解工业废气如:氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、乙酸丁酯、乙酸乙酯、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,硫化物H2S、VOC类,苯、甲苯、二甲苯的分子链结构,使有机或无机高分子恶臭化合物分子链,在高能紫外线光束照射下,降解转变成低分子化合物,如CO2、H2O等。利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧。 UV+O2→O-+O*(活性氧)O+O2→O3(臭氧),众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用,对工业废气及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。工业废气利用排风设备输入到本净化设备后,净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对工业废气进行协同分解氧化反应,使工业废气物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通过排风管道排出室外。利用高能-C光束裂解工业废气中细菌的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过臭氧进行氧化反应,达到净化及杀灭细菌的目的.从净化空气效率考虑,我们选择了-C波段紫外线和臭氧发结合电晕电流较高化装置采用脉冲电晕放吸附技术相结合的原理对有害气体进行消除,其中-C波段紫外线主要用来去除硫化氢、氨、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、乙酸乙酯、乙烷、丙酮、尿烷、树脂等气体的分解和裂变,使有机物变为无机化合物。 

特制催化剂:根据不同的废气成分配置27种以上相对应的惰性催化剂,催化剂采用蜂窝状金属网孔作为载体,全方位与光源接触,惰性催化剂在338纳米光源以下发生催化反应,放大10-30倍光源效果,使其与废气进行充分反应,缩短废气与光源接触时间,从而提高废气净化效率,催化剂还具有类似于植物光合作用,对废气进行净化效果。

通风量及设备选型:

 1、根据大量客户提供的资料和治理要求,现将各数据整理如下: 

(1)在生产过程中,自然挥发的废气有:乙酸乙酯 · 

(2)危险性: 

·健康危害:对眼、鼻、咽喉有刺激作用。高浓度吸入可引进行性麻醉作用,急性肺水肿,肝、肾损害。持续大量吸入,可致呼吸麻痹。误服者可产生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。有致敏作用,因血管神经障碍而致牙龈出血;可致湿疹样皮炎。慢性影响:长期接触本品有时可致角膜混浊、继发性贫血、白细胞增多等。

· 燃爆危险:本品易燃,具刺激性,具致敏性。 · 

危险特性:易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触猛烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。

· 2、风量选型 

· (1)根据客户提供数据,现整理如下: 

·根据客户提供数据以及考虑到以后废气浓度不稳定以及夏季温度偏高和生产量加大的因素,此方案现在按照20000m³/h(4台印刷机械)风量进行设计。

· 3、废气进入光氧催化氧化设备的条件: · (1)≦70℃ · (2)相对洁净气体 

· (3)在每台印刷机上面做吸尘罩,在引风机的作用下通过管道将废气收集起来并引入uv光氧废气处理设备处理后,尾气排放达到国家工业排放标准

· ——GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级排放标准; · ——GB14554-93《恶臭污染物排放标准》表2恶臭污染物排放标准值; 



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