在
VOCs治理過程中,我們遇到了很多難題和問題,在解決難題的過程中,我們也有很多感悟,尤其是針對所用技術總結了很多認識,主要涉及到以下幾個方面。
1.關于活性炭
(1)活性炭吸附效率下降。隨著使用時間的增加,活性炭的吸附效率會大打折扣,新的活性炭吸附效率可以達到95%,使用1~2年后,其吸附率_會下降到60%~70%。
(2)要想達標排放,_頻繁_換活性炭,而_換下來的活性炭屬于危險固體廢物,需委托有資質的單位進行有償無害化處理,這大大增加了VOCs回收的成本。
2.關于回收溶劑
由于傳統凹印采用的是溶劑墨,所以凹印工序回收來的有機溶劑屬于混合溶劑,而且還會產生比較多的副產物,不能直接使用。在處理凹印排放廢氣時,以下問題較為常見。
(1)酸化
在溶劑脫附過程中,脂類溶劑會發生分解反應,產生酸性物質,其中_具代表性的是乙酸(CH3COOH),其沸點為117.9℃,是一種無色且帶有刺激性氣味的液體。軟包裝凹印工藝溫度一般在40~80℃,在生產過程中容易造成乙酸溢出現象,導致生產環境的惡化,同時酸性溶劑還會加快對凹印設備的腐蝕,給企業帶來嚴重的問題。
(2)異味、變色
異味有兩方面,一方面是軟包裝本身,比如,上文提到的乙酸,在生產過程中容易殘留在軟包裝產品中生成異味;另一方面是溶劑本身,因為軟包裝凹印過程需采用大量的混合溶劑,經過活性炭吸附、脫附后,回收的溶劑往往含有未知成分,導致回收溶劑出現異味和變色。
3.關于危廢物
在對回收溶劑進行提純的過程中,往往還會新增污染物,比如,脫酸脫色產生廢水、固廢和未知成分的高沸點刺激性溶劑。
4.關于安全性問題
VOCs治理環節常常伴隨著高溫高壓,對操作人員帶來的危害性較大,同時也會增加設備的維護保養工作量。
5.人員問題
VOCs末端治理設備一般比較龐大,需要安排較多的操作人員,正常情況下一般需要6~7人操作。
理想方案的摸索
目前,VOCs末端治理技術除了活性炭吸附脫附技術、燃燒技術外,還有低溫等離子、光降解、生物降解等,低溫等離子、光降解和生物降解技術在軟包裝凹印行業還沒有實際的使用案例。對比之下,活性炭吸附脫附技術和燃燒技術有應用案例。_我公司使用的活性炭吸附脫附技術而言,隨著廢氣處理的要求越來越高,_環保政策的力度逐漸加強,該技術的廢氣凈化率逐漸無法滿足我公司的要求,于是我公司_對比較主流的VOCs治理技術進行了對比(結果如表1所示)。我們認為_理想的VOCs治理方案應該具備設備投資運營成本_低、安全性_高、無二次污染物和回收效率高等特點。綜合比較之后,我們_終選擇了沸石輪轉濃縮+冷凝技術,經過一段時間的使用,達到了不錯的治理效果。
1.沸石輪轉濃縮+冷凝技術工藝原理及使用效果
沸石轉輪濃縮+冷凝技術采用__轉輪濃縮技術,結合廢氣冷凝回收技術,將吸附技術和冷凝回收技術有機結合,產品集成度高,可將成分單一、回收價值高、大風量、中高濃度的有機廢氣經過吸附→脫附→冷凝過程回收為高價值的溶劑,變廢為寶,實現資源再利用。
(1)工藝原理
有機廢氣經預處理和初步冷凝回收后,進入濃縮轉輪結構,濃縮轉輪的核心是蜂巢狀轉輪,是一種特殊的吸附材料—疏水性沸石,沸石對VOCs具有較高的吸附能力。沸石吸附VOCs后將干凈氣體排放至大氣,被吸附的VOCs由脫附區利用高溫脫附,脫附的氣體為高濃度低流量濃縮廢氣,此濃縮廢氣再導入冷凝系統冷凝,可實現液態溶劑的回收。
(2)使用效果
目前,我公司在凹印機上使用沸石轉輪濃縮+冷凝設備。經分析,我公司凹印生產線的廢氣主要成分含有乙酸乙酯、乙酸正丁(丙)酯,異丙醇等,廢氣風量為40000m3/h,廢氣濃度為800~1000mg/m3。處理后結果:出風口廢氣濃度<50mg/m3,廢氣處理效率≥95%。
通過計算,采用沸石轉輪濃縮+冷凝設備回收溶劑的綜合成本約為5元/kg,即回收每公斤溶劑的綜合花費(運行費用+治理系統折舊費用)約5元,回收溶劑的成本依種類不同有所不同,取平均成本約為6元/kg,而VOCs排污收費將不低于8元/kg。相比之下,沸石轉輪濃縮+冷凝技術具有明顯的經濟效益和社會效益。
2.技術優勢
(1)安全性
①沸石輪轉吸附為物理過程,不會發生危險的化學反應。
②廢氣處理過程一般是在常溫或者低溫及常壓狀態下自動運行。
③廢氣處理過程中沒有產生火源的可能,設備內部結構也具備阻燃功能。
④自動化水平高,操作簡單,在目前各種有機廢氣治理技術中_為安全。
(2)環保性
①VOCs冷凝后變成液態溶劑后被回收,無需進行_后處理即可直接使用。
②回收過程無二次污染,不產生廢水、廢氣和固廢,真正做到零排放。
③廢氣處理后的排放指標達到_排放標準要求。
(3)增效性
①吸附、脫附率高,使原本高風量、低濃度的VOCs廢氣,轉換成低風量、高濃度的廢氣,廢氣濃度濃縮倍數可達10~20倍,大大縮小了后處理設備的規格,運行成本_低。而且回收得到的高純度有機溶劑可達到生產所需品質,可直接循環利用到生產中,降低生產成本,獲得較好的投資回報率。
②設備占地面積小,自動化程度高,人員需要少。
③沸石轉輪吸附VOCs所產生的壓降極低,可大大減少電力能耗。
④_大限度兼顧環境效益、經濟效益和社會效益,使企業對環保的投入能夠得到經濟效益和社會效益的雙重回報,有助于增強企業的相對競爭力。