印刷车间VOCs治理项目分析

吴炯

摘 要：本文研究了沸石转轮吸附浓缩+蓄热燃烧处理技术（RTO）的设备构造、工艺原理和运行流程。应用该技术对印刷车间VOCs废气进行治理，测试了系统的处理效率，结果表明主要污染物的处理效率、排放浓度和排放速率均达到了行业标准。

关键词：印刷车间；VOCs治理；沸石转轮；蓄热燃烧

中图分类号：X796 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）09-0001-01

伴随着印刷行业高速发展的同时，环境污染的问题也日趋严重。2013年9月国务院发布《大气污染防治行动计划》，明确提出对包括印刷包装行业在内的几大行业实施VOCs治理，以满足绿色生产和环境保护的要求[1]。印刷车间内产生的VOCs废气需要采取有效的技术处理达标后再排放。

1 沸石转轮吸附浓缩+蓄热燃烧技术（RTO）技术

沸石转轮吸附浓缩技术是针对大风量、低浓度有机废气处理的新工艺。其核心部件是用分子筛等材料制备的蜂窝转轮。转轮吸附浓缩系统利用吸附—脱附—浓缩—冷却连续性过程对VOCs废气进行吸附浓缩[2]。其基本原理如下：

（1）沸石分子筛转轮分为吸附区、脱附区和冷却区三个功能区域，沸石分子筛转轮通过电机驱动进行回转，以此来实现处理、冷却、脱附三个功能。（2）大风量、低浓度废气通过前置的过滤器后送至沸石分子筛转轮的吸附区。在吸附区（吸附区面积为S1）有机废气中VOCs被沸石分子筛吸附除去，有机废气被净化后从沸石分子筛转轮处理区排出。（3）吸附在分子筛转轮中的VOCs在脱附区（脱附区面积为S2）经过高温空气处理而被脱附、浓缩，浓缩倍数一般为5～20倍。浓缩倍数n=（S1×V1）/（S2×V2），其中S1/S2=10：1，V1/V2=（0.5～2）。

再生后的沸石分子筛转轮在冷却区被冷却。经过冷却区的空气，在经过加热后作为再生空气使用，达到节能的效果。

RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄热室氧化器）主要包括蓄热室、氧化室、风机等，它通过蓄热室吸收废气氧化时的热量，并用这些热量来预热进入的废气，从而有效降低废气处理后的热量排放，同时节约了废气氧化升温时的热量损耗，使废气在高温氧化过程中保持着较高的热效率，相比于直接燃烧法（TO）和催化燃烧法（RCO），蓄热式燃烧（RTO）可節省大量的运行成本[3]。

2 项目概况

某印刷厂在生产过程中产生并排放大量VOCs废气。根据现场调查，该印刷厂包含报纸和书刊两个印刷车间，有多台高斯、罗兰、海德堡等印刷设备。VOCs废气主要来自油墨、润版液和清洗剂的挥发，同时该车间还存在大量粉尘和纸沫。

为改善大气环境质量，促进企业经济的可持续发展，满足环境与经济的同步协调发展要求，在对印刷车间现场考察及有关资料的分析核算的基础上，采用沸石转轮吸附浓缩+蓄热燃烧技术（RTO）对印刷车间VOCs废气进行治理。根据相关的行业规范和要求[4]，印刷车间VOCs有机废气排放标准按照《印刷业大气污染物排放标准》（DB31/872-2015）执行，大气污染物排放限值如表1。

3 净化工艺流程（图1）

（1）首先对各排气口的VOCs废气进行收集汇总，汇总后的大风量低浓度有机废气经过前端的三级过滤器，进一步去除废气中的颗粒物和粉尘等杂质。（2）在吸附风机的作用下，过滤后的废气经过分子筛转轮吸附，吸附后的净化气体和RTO净化后的气体从烟囱直接排放。（3）吸附在分子筛转轮上的有机物，利用混合加热后的高温气体（约200℃）对其脱附，浓缩倍数约15～20倍。同时另一股冷却风对脱附后的高温区进行冷却，冷却后的废气再经过与RTO高温热风混合升温，使其温度到达200℃再对分子筛转轮进行脱附。（4）分子筛转轮脱附后的高浓度废气进入RTO系统，废气经过RTO蓄热陶瓷加热后再进入燃烧室燃烧，燃烧后的高温烟气约800℃，高温烟气流经蓄热陶瓷后再外排至烟囱，经过蓄热陶瓷时将热量传递给蓄热陶瓷，并用于下一循环的入口废气的加热[5]。

4 污染物测试结果

据《固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样法GB/T16157-1996》、《环境空气苯系物的测定 气相色谱法HJ/T584-2010》和《固体污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法HJ/T584-2010》等规范对治理效果进行仔细检测。表2检测结果显示：主要污染物平均处理效率达到98%以上，排放浓度和排放速率均达到行业标准。

5 结语

采用沸石转轮+蓄热式燃烧处理技术（RTO）可以有效地处理印刷车间中的VOCs废气，主要污染物平均处理效率达到98%以上，排放浓度和排放速率均达到行业标准，具有良好的社会和经济效益。由于印刷车间中粉尘和油墨散发严重，净化处理工艺前端必须采取过滤和拦截措施。

参考文献

[1]杨利娴，黄萍，赵建国，等.我国印刷业VOCs污染状况与控制对策[J].包装工程，2012，2（2）：75-77.

[2]高博.治理VOCs的新工艺-沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧[J].中国环保产业，2016，（8）：75-78.

[3]简力，孙昆.蓄热式氧化炉在处理SBS生产废气中的应用[J].节能技术，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，周飞，狄育慧.印刷厂有机废气处理工艺[J].洁净与空调技术，2015，3（1）：65-68.