印制行業(yè)設(shè)計方案說明

1、關(guān)于印制行業(yè)有機(jī)廢氣環(huán)保凈化裝置的設(shè)計方案說明一、概述1、印制行業(yè)油墨廢氣的產(chǎn)生、排放與廢氣的成分組成印制行業(yè)從以前的紙張印刷開始，在短短不到30年的時間，發(fā)展到現(xiàn)有的布匹、絲網(wǎng)、金屬、塑料等基材的印刷，其科技創(chuàng)新的發(fā)展日新月異。但不管在何種基材上的印刷作業(yè)，其所使用的油墨材料的基本構(gòu)成，都大同小異。例如：絲網(wǎng)油墨是由顏料、粘結(jié)料、填料、助劑等，根據(jù)印刷物品的質(zhì)量要求，按一定比例配置而成。一般配比為：色料（無機(jī)顏料或有機(jī)顏料）2040%;粘結(jié)料（天然或合成樹脂）1525%;稀釋料（天然或石化溶劑）2540%;輔料（催干、固化、增稠、柔軟）25%。噴墨印刷油墨組成：油性燃料12%;合成機(jī)M旨油3

2、0%、浸潤劑（丙酮、異丙醇）2530%、增稠劑（甲酰胺）3842%珠光凹印油墨組成：硝基清漆5565%、溶劑（醋酸丁酯）2030%增塑劑（鄰苯二甲酸二辛酯）25%潤滑劑（聚乙烯酸）13%、珠光顏料1020%平印油墨配方：粘結(jié)劑（松香改性酚醛樹脂）15%、合成醇酸樹脂35%石油類溶劑2730%、色料（乙快炭黑）2022%,乳化劑（烷基胺甲基氯化鏤）45%。塑料印制油墨配方：丙烯酸聚合物30%聚氯乙烯樹脂1520%、溶劑(苯、甲苯)3032%,甲乙酮1619%,色漿45%。光固化油墨配方：亞麻油810,順丁烯二碳酊210、苯偶姻216、卡色漿320、順丁烯二碳化油550、丙烯酸羥丙酯82、三羥甲基

3、丙烷丙烯酸酯25、聯(lián)苯胺黃(顏料)20、氫釀單甲醍50。上述的調(diào)制油墨在因數(shù)工作過程中，座位溶解樹脂、調(diào)節(jié)油墨稠度、粘度、附著力、顯色力的溶劑，在不同工序中會逐漸揮發(fā)、散逸至車間操作空間，直至逐漸擴(kuò)散至周圍大氣環(huán)境中，從而不僅造成車間空氣質(zhì)量劣化，而且也造成了環(huán)境污染事故的發(fā)生。油墨印刷工業(yè)污染物其排放量、排放濃度，視不同的生產(chǎn)規(guī)模、不同印刷品種、不同油墨材料而相差較大，一般在廢氣中VOCs含量濃度在120800mg/m3。2、印刷行業(yè)有機(jī)廢氣排放的相關(guān)法律法規(guī)根據(jù)印刷行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、行業(yè)工廠的密集度不同，目前國內(nèi)相關(guān)環(huán)保法規(guī)大致分為二種情況執(zhí)行。(1)、國內(nèi)大多數(shù)地區(qū)仍按GB1629入199

4、6大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行執(zhí)法檢測(主要項目：苯12mg/m3、甲苯40mg/m3、二甲苯70mg/m3、甲醛25mg/m3、氯苯60mg/m3、非甲烷總炫120mg/m3)。(2)、部分環(huán)境敏感地區(qū)和產(chǎn)業(yè)聚集地區(qū)，如北京市大氣污染物排放規(guī)定(DB/11501-2007)苯1.0mg/m3、甲苯與二甲苯30mg/m3、氯苯40mg/m3、非甲烷總炫100mg/m3;河北省對工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放規(guī)定(DB13/2322-2016)中，對印刷行業(yè)排放的氣相污染物限值為：苯1.0mg/m3、甲苯與二甲苯15mg/m3、非甲烷總炫50mg/m3;廣東省對印制行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放規(guī)定（DB44/8

5、15-2010）中,苯1.0mg/m3、甲苯與二甲苯15mg/m3、總VOCs120mg/m3。二、目前國內(nèi)印刷行業(yè)工業(yè)廢氣環(huán)保凈化處置現(xiàn)狀與技術(shù)工藝比較印刷工業(yè)廢氣的成分構(gòu)成、理化性質(zhì)，基本上與油漆涂裝廢氣大體相同，嬰兒其環(huán)保凈化工藝方法也基本一樣。在1990年以前，主要采用活性炭吸附M氐溫催化燃燒為主。近年來隨著凈化處置手段的多樣化開發(fā)成功，逐漸采用了低溫等離子、高溫等離子、光催化氧化、吸附濃縮+熱力焚燒等新的凈化工藝。根據(jù)國內(nèi)外工業(yè)廢氣VOCS爭化處置技術(shù)，在工程實施案例中所占比例可知：在吸附、吸收、冷凝、生物處理、熱力焚燒、等離子、催化氧化等工藝中，吸附法占27%,吸收法（含化學(xué)分解）

6、占25%,生物法占15%,催化氧化25%,等離子占8%?；钚蕴浚w粒碳、碳纖維、蜂窩碳）廣泛應(yīng)用于VOCs低濃度、大風(fēng)量工業(yè)廢氣處理，是一種技術(shù)可靠、運行平穩(wěn)、可靠達(dá)標(biāo)的一種工藝。但存在一次投資高、活性炭更換量大、阻力損失大、導(dǎo)致系統(tǒng)裝機(jī)功率大，而造成運行成本高的問題。生物凈化法是一種十分經(jīng)濟(jì)，而且也復(fù)合現(xiàn)代節(jié)能、綠色、環(huán)保、清潔生產(chǎn)的發(fā)展理念。但存在占地面積過大、運行管理技術(shù)要求高，受大氣環(huán)境影響大的問題。催化氧化對于處理廢氣量在50000m3/h以下具有一定的經(jīng)濟(jì)學(xué)、適用性，但存在催化床容易板結(jié)、結(jié)垢、催化劑中毒失效的問題。等離子電化學(xué)分解凈化技術(shù)是上述工藝中處理速率最快的一種技術(shù)，但存在

7、高壓發(fā)生裝置不穩(wěn)定，配套高阻抗絕緣材料的不可靠性，而產(chǎn)生的拉弧、放電、竄電、爬電等易燃易爆，危機(jī)廠房與人員身體安全的隱患。如前所述，由于印刷行業(yè)因產(chǎn)品性質(zhì)不同、品種不同、規(guī)模大小不同，因而其使用的油墨配方也不同，其排放的廢氣成分、濃度、氣量也有較大的差別，因而在實際環(huán)保凈化工程應(yīng)用中尚存在可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面的各種問題，因此針對印刷廢氣的治理，目前尚無意中可靠、適用的技術(shù)方案與裝置。以筆者對康師傅集團(tuán)重慶頂正包裝印刷材料公司（主要以塑料印刷為主），印制廢氣環(huán)保凈化治理裝置的技術(shù)改造項目為例，對印刷行業(yè)的廢氣凈化處置工藝有一定的評價意義。原印刷廢氣第一期工程處理量為150000m3/h,

8、二期擴(kuò)能處置量為22萬m3/h。采用的環(huán)保凈化工藝為：項目由福州嘉園環(huán)保工程公司設(shè)計并承建，2013年投入運行，各項排放環(huán)保指標(biāo)均達(dá)標(biāo)，總投資3800萬元，總裝機(jī)功率380Kw。但從2015年上半年開始，周圍企業(yè)單位投訴突然暴增，原因是其排放煙囪(30米)所排氣體與以往大為不同，具有一種使人口、鼻、眼、呼吸系統(tǒng)十分刺激的怪味，特別是下雨天，氣味濃度更為明顯。根據(jù)現(xiàn)場診斷，發(fā)現(xiàn)低溫催化氧化床內(nèi)的催化蜂窩塊顏色有異常，經(jīng)分析化驗，催化床的磚塊全部中毒失活。溯源分析發(fā)現(xiàn)是近期配套的溶劑稀料，因加入了含氯苯類的氯氫炫類溶劑，從而導(dǎo)致了催化床的中毒失活事故。此例表面，由于現(xiàn)代精細(xì)化工的發(fā)展，有機(jī)溶劑的品

9、種多樣化，功能化的開發(fā)，低價的含氯溶劑大量被采用，導(dǎo)致催化工藝的工藝脆弱性。三、液膜吸收與光氧凈化聯(lián)合工藝的技術(shù)原理及特點1、凈化工藝流程2、工藝流程說明：(1)全系統(tǒng)凈化處理在常溫、常壓下運行、由于采用液膜吸收方法，取消了原干式絲網(wǎng)，無紡布?xì)值念A(yù)處理工序，阻力損失減少15就右。(2)一級液膜吸收塔對VOCs的去除率為7080%,二級光氧凈化器對VOCs去除率為95-98%。（3）考慮到部分印刷行業(yè)原材料涉及到含氯元素成份，工藝中設(shè)置了堿洗塔的脫除氯離子。（4）一級液膜吸收塔的結(jié)構(gòu)與凈化原理。為了解決活性炭吸附凈化有機(jī)廢氣運行處理中存在的系列問題，本技術(shù)研發(fā)了一種不同于活性炭（氣一一固傳質(zhì)）的

10、液膜吸收技術(shù)（液氣傳質(zhì)）。近幾十年來，迅速發(fā)展起來的液膜傳質(zhì)交換、吸收分離技術(shù)在現(xiàn)代化生物制劑、醫(yī)藥制劑、農(nóng)藥、煉化等工業(yè)生產(chǎn)中以其高效、快速、費用低、運行可靠而逐漸取代了傳統(tǒng)的萃取、蒸儲、汽提、固體膜分離等工藝。由于其傳質(zhì)、交換、分離可以在常溫、常壓下進(jìn)行、運行操作條件不苛刻，工藝設(shè)備不負(fù)責(zé)、能耗低、一次投資省、處理范圍廣、啟停方便等優(yōu)點，正快步進(jìn)入其它工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，特別是處理難度大的工藝技術(shù)開發(fā)。本技術(shù)是在化工、石化、原油開采等生產(chǎn)上，已成功實施的液膜工程技術(shù)，移植于有機(jī)廢氣的凈化處理工程上。本技術(shù)有二個重要核心技術(shù)：一個是研制了一種水基液膜吸收凈化劑。另一個是根據(jù)有機(jī)廢氣的多樣性、復(fù)雜性

11、，含量變化幅度大的特性，在吸收塔塔型結(jié)構(gòu)、塔內(nèi)件設(shè)計、特別是配合水基液膜吸收劑的噴吹渦旋湍流機(jī)頭上，進(jìn)行了獨特的設(shè)計（專利號：201402598268.5）。大多數(shù)的有機(jī)溶劑不溶于水，且與水不親和，因此采用傳統(tǒng)的水作為有機(jī)廢氣，涂裝作業(yè)廢氣，只能作為一種去除粉塵、部分漆霧樹脂、醇、酮、醛類有機(jī)物的初處理工藝，其去除率不到5%。水基液膜吸收劑是一種以水為主，根據(jù)雙膜理論配制的一種既有親油性，同時具有親水性的雙活性基團(tuán)VOCs的吸收轉(zhuǎn)化液，可以將原不溶于水的油相VOCs接枝親水基團(tuán)而能轉(zhuǎn)溶于水，形成一種均勻而穩(wěn)定，多相包膜高分散的乳狀液，實現(xiàn)了在常溫、常壓下的快速凈化吸收處理，而且對VOCs的吸收

12、率可高達(dá)95%以上，比活性炭的吸附率高出一倍。由于采用了以水為主體的吸水液配方，在降低處理費用的同時，又完全滿足了防火、防爆的工廠安全目標(biāo)。專利設(shè)計的漩渦式廢氣噴吹頭，不僅實現(xiàn)了利用廢氣自身動力來推動吸收液各質(zhì)點同時產(chǎn)生湍流與渦旋自激效應(yīng)，使吸收液產(chǎn)生更加細(xì)微的液滴和更為巨大的液膜表面積（如使液膜的平均厚度由原來的0.025區(qū)m變?yōu)?.01區(qū)m,其形成的液膜表面積則從0.4X106cm2變?yōu)镮xi06cm2）,其傳質(zhì)交換面積是活性炭孔隙面積的10-20倍。由于液膜的傳質(zhì)面積更大，油相的接枝反應(yīng)不僅數(shù)量巨增，而且傳質(zhì)速度更快，在數(shù)量龐大的分子級別的傳質(zhì)界面上，可以提供瞬時完成傳質(zhì)交換功能，從而為

13、解決停留時間短、濃度低、風(fēng)量大的VOCs廢氣處理提供了技術(shù)保障。在油漆涂裝行業(yè)中，通常被廢氣中產(chǎn)生的大量漆沫樹脂狀物的吸著、掛流、氧化結(jié)皮、設(shè)備結(jié)垢、管道堵塞、清理困難、惡化工況所困擾，本技術(shù)研發(fā)的液膜吸收凈化劑同時也具有吸收、溶解、乳化分散漆霧樹脂、顏料、粉體助劑、填充劑等功能，防止了管道、設(shè)備、噴淋循環(huán)泵的結(jié)皮、結(jié)垢堵塞問題。（5）二級光氧凈化器的結(jié)構(gòu)與凈化原理近年來隨著國內(nèi)電光源工廠產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量的提高，特別是研發(fā)成功為破解VOCs白185-258mm光譜占70%的大功率紫外燈的批量生產(chǎn)，為選用光解氧化VOCs提供了工程化基礎(chǔ)。紫外燈光解裝置在常溫、常壓條件下運行，運行過程中無放電、無明

14、火、長周期運行安全可靠。裝置無需專人管理維護(hù)、無機(jī)械運動件、易損件極少、設(shè)備阻力損失80Pa,可減少節(jié)省協(xié)同抽（弓I）風(fēng)機(jī)裝置功率。紫外光解技術(shù)也存在兩個問題：一個是廢氣再光解場中停留時間短（2-3秒），凈化效果只有45%,因此對進(jìn)口廢氣濃度有限制（100mg/m3）,另一個是對廢氣含雜、含塵量要求高，避免因廢氣中夾帶的樹脂、粉塵沉積在燈關(guān)上逐漸結(jié)構(gòu)、隔離與屏蔽了紫外光波的傳播激發(fā)作用而產(chǎn)生光衰。因此紫外光解裝置一般前置一洗滌、吸收預(yù)處理裝置除去粉塵、樹脂，再設(shè)置活性炭（活性炭纖維）吸附裝置，以去除廢氣中VOCS虧染負(fù)荷的70-80%才能確保凈化系統(tǒng)長周期的可靠運行。為了增強(qiáng)與提高紫外光解凈化

15、能力，一種方法是通過制備的光氧催化劑覆膜在的燈管外筒上、反射板上、或其它載體上通過光解催化，可提高光解氧化效果30-38%,一種是在紫外光解系統(tǒng)中添加一定的強(qiáng)氧化劑，通過紫外線的光激發(fā)產(chǎn)生數(shù)量龐大的自由羥基（OH）;而自由羥基（OH）其氧化能力是臭氧（O3）的40-50倍。因此可提高系統(tǒng)光解氧化能力60-80%。光催化劑的覆膜施工與脫落、剝離一直是困擾光解催化劑可靠適用的難題。在光解氧化過程中一方面廢氣中的VOCsa破環(huán)斷鏈，大分子拆解為小分子；另一方面作為光催化劑的固著、粘結(jié)劑大多數(shù)也為樹脂類，因此在紫外燈光照射下，也會逐漸斷鏈?zhǔn)フ辰Y(jié)、附著能力。到目前為止，能夠抵抗鹵族元素（氟、氯、澳、碘

16、）的光催化劑尚未成功研發(fā)出商品化產(chǎn)品，因此當(dāng)廢氣中含有以上元素離子時，光催化劑的中毒、失活也是困擾光催化氧化處置有機(jī)廢氣的一個難題。鑒于上述原因，從可長周期、安全可靠運行，我們選擇了紫外光+強(qiáng)氧化劑復(fù)合光解工藝組合技術(shù)。研制了第一套樣機(jī)經(jīng)90天的運轉(zhuǎn)考核、數(shù)據(jù)監(jiān)測表明，本組合工藝穩(wěn)定、安全并運轉(zhuǎn)可靠（見附表一：設(shè)備與投資規(guī)模明細(xì)表）。設(shè)備與投資規(guī)模明細(xì)表設(shè)備、器材名稱規(guī)格型號材質(zhì)數(shù)量單價（萬元）總價（力兀）緩沖罐2500x5500mmV=30m3Q2352臺2.85.6一級液膜吸收塔LFT-5型2500x12000mmQ2352臺24.048.0自動平衡水箱1800x2000mmV=4m3Q2

17、352臺0.81.6二級光氧凈化器LFG-5型2.5mx1.5mx1.8mN=28KwSUS3042臺25.050.0堿洗塔3000x80000mmPP1臺18.018.0循環(huán)泉N=3KwPP2臺0.91.8離心引風(fēng)機(jī)BF4-72-12#N=37Kw玻璃鋼2臺4.89.6分離裝置BFM-3000N=18KwQ235+SUS3041套28.028.0高溫焚燒爐1套25.025.0廢氣收集、輸送管道、閥門系統(tǒng)12.012.0電控系統(tǒng)1套5.05.0給水管路系統(tǒng)PPR1套0.80.8小計運輸+吊裝費5%10.3安裝調(diào)試費15%30.8稅金6%14.79合計264五、原有凈化裝置的印刷廠廢氣治理的達(dá)標(biāo)

18、技術(shù)改造1、技改內(nèi)容如前所述；重慶頂正包裝材料廠的印刷廢氣達(dá)標(biāo)技術(shù)改造項目，為節(jié)省業(yè)主再次投入巨額資金，壓縮工期，不影響其生產(chǎn)的前提下，技改方案在基本維持原工藝結(jié)構(gòu)，主要工藝裝置不作出大的改動、更換前提下，采取了一下幾個技術(shù)措施。（1）將原低溫催化氧化床改為高溫?zé)崃Ψ贌隣t（蓄熱式）作溫度950-1200C,不在填充催化陶瓷塊。(2)將原低溫?fù)Q熱器(處理風(fēng)量9000m3/h、工作溫度100-200C),改為高溫?fù)Q熱器(換熱風(fēng)量3500m3/h、工作溫度300-350C)。(3)反吹脫熱風(fēng)機(jī)由原碳鋼改為耐熱高溫不銹鋼風(fēng)機(jī)。(4)設(shè)計高溫?zé)煔獾墓艿?、閥門的材料重新保溫施工。2、處理風(fēng)量：22萬m3/h3、技術(shù)改造后的環(huán)保檢測報告(見附件)4、技術(shù)改造費用：187萬元，