Come dovrebbe l'industria del packaging e della stampa nazionale ridurre i VOC?
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La tecnologia di trattamento dei gas di scarico utilizzata nell'industria della stampa e dell'imballaggio include principalmente il metodo di decomposizione ossidativa, il metodo al plasma, il metodo di adsorbimento, il metodo di recupero della condensa, ecc. E gli effetti dell'applicazione di questi metodi sono molto diversi.
Attualmente, il metodo di trattamento più efficace, più completo e più affidabile nel campo del confezionamento e della stampa è la decomposizione termica, cioè la decomposizione termica dei COV mediante combustione ad alta temperatura o mediante un catalizzatore a una certa temperatura. Le apparecchiature di elaborazione corrispondenti comprendono principalmente gli inceneritori di rigenerazione (RTO). E l'incenerimento catalitico rigeneratore (RCO). Poiché il processo utilizza un rigeneratore ceramico ad alta efficienza, il dispositivo stesso ha un'efficienza termica molto elevata (fino al 95%), quindi può essere paragonato a un funzionamento a risparmio energetico. Negli Stati Uniti, all'inizio della governance VOC 30 anni fa, è stato provato con adsorbimento, plasma, ecc., Ma è stato sostituito dalla decomposizione termica. Grazie all'elevata efficienza termica e all'efficienza di purificazione, RTO è in grado di trattare in modo efficiente i gas di scarico in condizioni di elevato consumo energetico, con elevata affidabilità e lunga durata (oltre 20 anni). Pertanto, in paesi stranieri, RTO è attualmente l'attrezzatura più tipica utilizzata nel settore dell'imballaggio e della stampa per trattare i gas di scarico. Tuttavia, in alcuni casi in cui il volume dei gas di scarico è elevato e la concentrazione è bassa, è possibile applicare la tecnologia a canali concentrati.
1. Caratteristiche del gas di scarico nell'industria della stampa e dell'imballaggio
Le suddette fonti di gas di scarico possono essere suddivise in due categorie: gas di scarico organizzato e gas di scarico non organizzati. Le emissioni organizzate derivano principalmente dal processo di stampa, in particolare dal processo di essiccazione, di solito con sistemi speciali di raccolta e sistemi di emissione; le emissioni non organizzate provengono principalmente da COV volatili in vari processi, principalmente in officina.
Le emissioni organizzate hanno in genere le seguenti caratteristiche:
La componente del gas di scarico è più, e la composizione del gas di scarico è più complicata;
Solventi comunemente usati sono: etanolo, etil acetato, n-propil estere, n-propanolo, isopropanolo, ecc., Oltre ai componenti volatili contenuti in inchiostri, vernici, primer e simili.
La concentrazione dei gas di scarico varia a seconda del prodotto o del processo;
A causa delle modifiche apportate ai prodotti stampati, cambieranno anche il tipo e la quantità di inchiostro da utilizzare e anche la quantità e la concentrazione dei gas di scarico cambieranno.
La concentrazione dei gas di scarico è in genere di circa 2-3 g / m3 (importazione);
La maggior parte dei bassi è inferiore a 1g e l'alta può raggiungere più di 4g; (la concentrazione dei gas di scarico delle apparecchiature domestiche è solitamente relativamente bassa e persino superiore a 0,5 g);
I componenti dei gas di scarico contengono solitamente solo COV;
È relativamente pulito, privo di polvere o contiene una piccola quantità di polvere;
La temperatura del gas di scarico non è elevata, per lo più tra 30 e 60 gradi;
La concentrazione di gas di scarico non organizzata è solitamente relativamente bassa e anche la quantità di aria da trattare è grande a causa dell'ampio spazio per la distribuzione.
Le emissioni organizzate sono una parte importante delle emissioni di scarico e le emissioni organizzate, se raccolte e trattate bene, rappresentano l'85% delle emissioni totali di COV (ma il funzionario solitamente riconosce questo intervallo come circa il 60%).
2. Determinazione dei parametri di processo dei gas di scarico
Prima di selezionare un metodo di trattamento, determinare innanzitutto tre parametri chiave: volume del gas di scarico, concentrazione dei gas di scarico e composizione dei gas di scarico.
Il volume dell'aria di scarico può essere ricavato dai parametri di progettazione originali dell'apparecchiatura o dai parametri della ventola di scarico. Il metodo più preciso è la misurazione in loco (se esiste uno strumento di prova) o una misurazione di terze parti.
Seguendo la concentrazione del gas di scarico, è possibile rilevare la concentrazione del gas di scarico, raccomandiamo l'uso di apparecchiature FID mobili per rilevare la concentrazione di gas di scarico. Il metodo di campionamento per i punti di campionamento specificati dalle attuali norme nazionali non è molto accurato ei risultati del test sono inclini a deviazioni elevate, che possono essere inferiori, quindi il metodo di elaborazione selezionato in base a questo risultato potrebbe avere problemi più grandi, come non dopo in lavorazione. Il problema della conformità. Allo stesso tempo, al fine di garantire l'affidabilità dei dati di concentrazione, raccomandiamo anche di stimare la concentrazione dei gas di scarico, e i risultati non dovrebbero essere molto deviati dai risultati del test. In alcuni casi, il piano di trattamento può essere selezionato e progettato sulla base dei risultati della stima. Quanto segue è un metodo di stima semplice per le concentrazioni organizzate dei gas di scarico:
La concentrazione organica dei gas di scarico può essere semplicemente stimata dividendo la quantità di solvente S (kg / h) consumata per unità di ora dal volume di gas di scarico A (Nm3 / h). Quello che segue è un esempio per illustrare:
Una macchina da stampa a 10 colori consuma 4,8 tonnellate di inchiostro in 120 ore e aggiunge 7,8 tonnellate di solvente (etanolo, estere n-propilico, estere etilico, ecc.). Nel processo viene anche utilizzata una certa quantità di inchiostro, poiché questo inchiostro è praticamente privo di COV. Pertanto, non viene conteggiato. Il contenuto di inchiostro dell'inchiostro è circa del 45%, quindi la quantità di solvente consumata per unità di tempo S:
S = (4.8t × (145%) + 7.8t) / 120h
= 0.087t
= 87kg / h
La macchina da stampa ha un volume di gas di scarico A di circa 30.000 Nm 3 / h. Considerando la perdita di volatilizzazione del solvente, si stima che il solvente venga scaricato dopo essere entrato nell'apparecchiatura all'80% e la concentrazione di gas di scarico C sia:
C = 87 (kg / h) * 80% / 30000 (Nm3 / h)
= 2.32g / Nm3
Questo risultato è una media stimata delle concentrazioni e i risultati del test dovrebbero essere inferiori agli stessi. In generale, dobbiamo conoscere la concentrazione media e la massima concentrazione possibile in uno stato tipico. La concentrazione massima può essere stimata sulla base della conoscenza della concentrazione media, combinata con le condizioni specifiche del processo. Se è progettato un sistema di recupero di calore residuo, è meglio misurare la concentrazione media per garantire che il valore di calcolo del calore residuo non si discosti dal valore effettivo dopo il completamento del progetto ed evitare errori di investimento.
Inoltre, la composizione del gas di scarico influisce anche sulla scelta dei metodi di trattamento dei gas di scarico. Considerando le caratteristiche dei componenti dei gas di scarico, anche gli effetti del trattamento di diversi metodi di trattamento sono diversi. Ad esempio, quando la composizione del gas di scarico è relativamente semplice (1-2 solventi), quando la quantità è elevata, è possibile selezionare il recupero della condensa, la combustione catalitica o il trattamento di combustione con accumulo di calore. I buoni risultati sono raggiunti; tuttavia, se ci sono più componenti dei gas di scarico, si preferisce la combustione.
3. Scelta del metodo di elaborazione
Il metodo raccomandato nella tabella precedente si basa sull'effetto del trattamento, che consente al trattamento dei gas di scarico di raggiungere lo scarico standard e in secondo luogo tiene conto dei costi operativi e degli investimenti delle apparecchiature. Ovviamente, a causa dell'unicità dei gas di scarico del cliente e delle esigenze particolari del cliente, il metodo di selezione effettivo e il metodo consigliato del modulo potrebbero essere diversi.
4. Controllo dei costi
Il controllo dei costi è un fattore importante che ogni azienda deve considerare nella scelta delle apparecchiature di trattamento dei gas di scarico!
Il consumo di energia RTO deriva principalmente da due aspetti. Uno è il consumo di energia della ventola, principalmente la ventola principale e la ventola del bruciatore. La ventola principale viene utilizzata per guidare il flusso dei gas di scarico, la ventola del bruciatore viene utilizzata per alimentare il bruciatore e la seconda è il consumo di carburante. La combustione del carburante fornisce calore all'unità e mantiene la temperatura di combustione impostata; il seguente è un esempio di calcolo per illustrare:
Prendiamo come esempio il gas di scarico dell'industria della stampa. Il volume del gas di scarico di una macchina da stampa è di circa 20000 Nm3 / h, la temperatura del gas di scarico è di circa 40 ° C, la concentrazione è di circa 1,7 g / Nm3 (34 kg / h), il valore complessivo del calore di combustione del gas di scarico è di circa 6500 kcal / kg e il volume dell'aria di progetto RTO è 22000 Nm3 / h. Con un piccolo margine, l'efficienza termica del design è del 95%.
Quando l'RTO è in funzionamento normale, il consumo di energia della ventola richiesto per azionare 20.000 Nm3 / h di gas di scarico è di circa 40 kW e 7 m3 / h di gas naturale viene consumato a 1,7 g / Nm3 di concentrazione di gas di scarico per mantenere la temperatura di combustione dell'apparecchiatura. Se la bolletta dell'elettricità è di 0.9RMB / kwh e il gas naturale è calcolato a 3.5RMB / m3, il costo operativo all'ora è di circa 60 yuan, che non è elevato.
Se la concentrazione dei gas di scarico è superiore a 2,1 g / Nm3, il gas naturale non è necessario per il normale funzionamento e il bruciatore si spegne automaticamente, quindi solo il consumo energetico della ventola è di soli 36 yuan / ora.
Se la concentrazione è molto superiore a 2,1 g / Nm3, il calore residuo può essere recuperato. Il calore residuo può essere utilizzato per riscaldare il forno, risparmiando così energia nelle apparecchiature di produzione, oltre a produrre acqua calda e riscaldare l'edificio. Pertanto, in caso di calore eccessivo del gas di scarico, l'utilizzo completo del calore di scarto può creare benefici. Ad esempio, se la concentrazione di gas di scarico è 4 g / Nm3 (80 kg / h), il calore residuo massimo disponibile è di circa 500.000 Kcal, presupponendo un tasso di utilizzo del 60% e 300.000 Kcal possono essere recuperati. Se la potenza richiesta per la stampa e l'essiccazione è di circa 600.000 Kcal (presupponendo una temperatura di asciugatura di 80 ° C), si può risparmiare il 50% del consumo di energia. Se la concentrazione raggiunge 6g / Nm3, può risparmiare il 75% di consumo energetico. In generale, se viene adottato il sistema di scambio termico gas-gas, il beneficio del calore residuo recuperato può essere recuperato in due anni circa.
5. Risparmio energetico e riduzione del vento
Al momento, molte apparecchiature di stampa in Cina, in particolare le apparecchiature prodotte internamente, hanno un grande volume di scarico e una bassa concentrazione (di solito inferiore a 1 g). Ciò comporta molti problemi per la gestione successiva, indipendentemente dal tipo di trattamento, si troverà ad affrontare un investimento relativamente grande o costi operativi. Il modo migliore è ottimizzare innanzitutto il volume d'aria, ridurre lo scarico e aumentare la concentrazione di gas di scarico. Ciò non solo ridurrà i costi operativi delle apparecchiature di produzione, ma ridurrà anche notevolmente il costo delle successive apparecchiature per il trattamento dei gas di scarico. In base alla diversa struttura del forno, anche il metodo di elaborazione ottimizzato è diverso. Ma l'idea generale è usare l'aria calda. Riducendo il consumo di energia termica del riscaldamento mediante il riutilizzo dell'aria calda, si può anche ridurre il consumo di energia di funzionamento del ventilatore e si aumenta la concentrazione del gas di scarico.
Questo tipo di cliente della struttura del forno può aumentare la percentuale di aria calda riciclata in base alle condizioni di processo e garantire la sicurezza e non influisce sulla qualità del prodotto, riducendo così il volume totale dell'aria di scarico e aumentando la concentrazione delle emissioni di gas di scarico. Tuttavia, se la concentrazione dei gas di scarico è relativamente alta, al fine di garantire la sicurezza, il monitor LEL deve essere installato per evitare il rischio di esplosioni.
Inoltre, la concentrazione del monitoraggio LEL può essere utilizzata come segnale di controllo per controllare dinamicamente e dinamicamente la valvola di ritorno dell'aria calda. In caso di concentrazione di gas di scarico sicura, il volume dell'aria di ritorno viene regolato automaticamente, che può adattarsi automaticamente alle variazioni di prodotti e processi. Questo sistema è solitamente costoso. Se il forno non dispone di un meccanismo di ricircolo dell'aria calda, può anche essere riutilizzato nell'ingresso e uscita dell'aria centralizzata e il volume d'aria può ancora essere ottimizzato. C'è anche un nuovo sistema di aria calda che utilizza il sistema ESO, che può ridurre il volume d'aria utilizzando l'aspirazione dell'aria concentrata, lo scarico e il riutilizzo. Aumentare l'effetto della concentrazione.