一、現(xiàn)狀

據(jù)廣東省環(huán)保保護部門進行的摸底調(diào)查發(fā)現(xiàn)，使用活性炭吸附加光解方法處理的企業(yè)實際使用形同虛設，企業(yè)選擇吸附光解技術(shù)是看中其建設成本低。由于活性炭價格計較高，很多企業(yè)為了節(jié)省成本，常年累月都不更換，處理效果大打折扣，到最后為零。也有公司投入200多萬元，引入吸附+脫附直接燃燒技術(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該技術(shù)并不夠成熟。有公司投入1000多萬元治理VOCs,其采用的治理技術(shù)成熟與否還需要時間檢驗。雖然大多數(shù)企業(yè)已有處理裝置在運行中，但是隨著國家環(huán)保政策持續(xù)加碼，企業(yè)很難找到合適的VOCs治理技術(shù)。

 

二、目標

要做好印刷業(yè)VOCs治理，首先應制定一個目標，目標明確了，才能找到解決的辦法。經(jīng)過多年來行業(yè)專家的討論研究，認為印刷業(yè)有機廢氣（VOCs）處理技術(shù)的評價應當從下面幾個方面考慮：

（一）經(jīng)過處理后，排放達標。

各地要求不通，有30mg/m³、50mg/m³、80mg/m³、100mg/m³、120mg/m³。對凈化率的要求在99%以上。達標與否由第三方檢測公司出具檢測結(jié)果。

（二）要持續(xù)達標。

不能僅保持幾天、幾十天達標，如果隨著時間的持續(xù)，排放不斷增加而出現(xiàn)超標是不行的。要經(jīng)得起第三方在線監(jiān)測。

（三）

利用能源回收技術(shù)，為印刷涂布設備提供熱能，使企業(yè)產(chǎn)品成本降低。同時幾年內(nèi)收回投資成本。

（四）

運行費用要低。如果經(jīng)常更換介質(zhì)，如活性炭、紫外燈管、催化劑、設備關(guān)鍵就會使企業(yè)投入無限的費用。

（五）

解決無組織廢氣對環(huán)境的危害。

三、方法

下面分析一下行業(yè)內(nèi)常見的處理技術(shù)。

一是收集法，利用VOCs的物理性質(zhì)通過吸附或冷凝技術(shù)將廢氣抓取收集，此種方法的凈化率較低，只有30%～90%。隨著設備運行時間的延長，處理效率快速下降，回收的VOCs更是轉(zhuǎn)變成危險品，處理難度大、處理費用高。早期上馬的在退出，也有企業(yè)還在繼續(xù)上馬。

二是分解法，利用紫外線、微生物或等離子方式將VOCs進行催化分解，60%～90%的分解效率仍然是此種方法的瓶頸，隨著時間的推移，分解效率每天都在下降。由于印刷行業(yè)中廢氣成分復雜，針對不同類型的廢氣其分解要求不一，單一的分解法無法滿足目前VOCs治理的要求。

三是燃燒法，燃燒法是國際通用的最可靠方法。煤與生物質(zhì)直接燃燒法因排放問題已經(jīng)被叫停。而RTO氧化燃燒法作為歐美、日韓是在軟包裝行業(yè)、涂布行業(yè)通用的方法，凈化率高，熱效率高。RTO氧化燃燒法高達99%～99.5%，是燃燒法中效率最高的一種處理方式。

 

 

四、共識

早在2016年，中國印刷及裝備器材工業(yè)協(xié)會環(huán)保及VOCs治理分會在了解國內(nèi)現(xiàn)狀和國際發(fā)展情況后，明確指出“凹印VOCs末端治理如果短期內(nèi)沒有新技術(shù)出現(xiàn)，RTO將成為主流。”

2017年12月，該協(xié)會成員在蕪湖相聚，肯定了兩年來推廣使用RTO技術(shù)的成果。包括：

1、RTO燃燒法處理達到國家和地方排放標準。

2、廢氣經(jīng)過減風增濃后，經(jīng)RTO分解產(chǎn)生的熱能回收給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟回報。

五、RTO系統(tǒng)特點

RTO(有機廢氣氧化焚燒系統(tǒng))包含傳統(tǒng)的三床式RTO和旋轉(zhuǎn)式RTO。

1、旋轉(zhuǎn)式RTO特點

旋轉(zhuǎn)式RTO對設備的風壓波動小于25Pa,徹底解決了設備運行過程中料膜的張力波動。

旋轉(zhuǎn)式RTO廢氣連續(xù)導入燃燒室，消除了床式RTO開關(guān)動作出現(xiàn)的1%廢氣泄漏問題，凈化率達到99%以上。

旋轉(zhuǎn)式RTO由于體積小，散熱少，熱效率明顯提高。能有更多的熱能提供給印刷涂布設備。

旋轉(zhuǎn)閥閥體的壽命在二十年以上。

三重安全防爆設計。出現(xiàn)溶劑總量過量時，首先補加新風；出現(xiàn)溫度飆升時安全閥自動打開；還有金屬安全膜自動爆裂。這是恒君環(huán)保科技有限公司防止RTO產(chǎn)生爆炸、保證設備安全運行的關(guān)鍵技術(shù)。

 

2、旋轉(zhuǎn)式RTO結(jié)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)式RTO的結(jié)構(gòu)分為驅(qū)動區(qū)、分配區(qū)、蓄熱區(qū)、燃燒區(qū)和排放區(qū)幾大部分。其中分配區(qū)的廢氣旋轉(zhuǎn)分配閥是RTO設備的核心部件，通過分配閥平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)將廢氣均勻地輸送到蓄熱區(qū)不同的扇區(qū)中，保證廢氣管道中氣體壓力的平穩(wěn)，不會對上游生產(chǎn)設備的各項工藝指標造成任何影響。作為關(guān)鍵部件的分配閥，對精度、密封性及壽命都有嚴格的要求。

旋轉(zhuǎn)式RTO工作時，首先利用天然氣預熱加熱區(qū)，達到800℃時，再利用溶劑分解氧化產(chǎn)生的熱量維持運轉(zhuǎn)。排出的大量熱能經(jīng)熱交換器輸送到印刷涂布設備，使原有的設備加熱系統(tǒng)不再消耗能源。節(jié)約的成本可使RTO投資在3～5年內(nèi)收回。

下表為某公司設備使用RTO供熱與原來使用兩種鍋爐供熱成本對比

 

六、VOCs廢氣收集與濃縮

旋轉(zhuǎn)式RTO工作時，當廢氣濃度達到2g/m³時，廢氣自身分解產(chǎn)生熱量，RTO燃燒室不再需要天然氣加熱。當廢氣濃度達到2.5g/m³以上時，多余的熱量就可以供給印刷涂布設備使用。當濃度不足時，通過減風增濃技術(shù)減少進風量和排風量，讓干燥系統(tǒng)內(nèi)部熱空氣多循環(huán)幾遍來提高濃度，同時提高干燥風的風速，就能保證干燥速度和溶劑殘留不超標。系統(tǒng)需要的新風采集于無組織氣體重點區(qū)域，所有烘箱均為負壓狀態(tài)，配合地排風的合理布置，可有效降低車間異味。

在印刷機熱風系統(tǒng)中，有一個二次回風結(jié)構(gòu)，它的本來作用是回用排出廢氣的熱能，在印刷物殘留溶劑不超標的前提下，盡量加大二次回風以降低印刷機的加熱成本。而這種方法恰恰實現(xiàn)了減風增濃的目的。當新風管、回風管、排風管風閥調(diào)節(jié)適當時，就能產(chǎn)生很好的節(jié)能和增濃效果。在此基礎上出現(xiàn)了幾種專門進行減風增濃的方法，單色組二次回風LEL濃度檢測控制法、整機回風循環(huán)法（ESO）、整機回風循環(huán)加濃度檢測控制法（并聯(lián)LEL），另外還有沸石轉(zhuǎn)輪濃縮法、空氣能熱泵二次回風法、干復機烘箱串風法，這些方法目前都有安裝或使用。減風增濃的效果主要看減風增濃后的廢氣濃度是否在2～6g/m³之間，車間無組織氣體是否減少。

 

七、無組織氣體管控

車間的無組織氣體主要來源于印刷單元處溶劑的揮發(fā)、烘箱干燥風的外溢、管道的泄漏。

為了阻止印刷單元揮發(fā)，一般采用油墨槽遮蓋密封的方法。如果使用一次性鍍膜電雕淺版，就可以使用密封雙刮刀，使油墨在密封的回路中循環(huán)，減少揮發(fā)和溶劑用量。

烘箱熱風外溢問題，在原理設計上一般排風量會稍大于進風量，使烘箱形成微負壓。同時改變進出料口的風刀的方向，防止在風力沖擊下沖出進出料口。這個需要檢查，有必要時調(diào)整風機速度和各管路的風門大小。另外，印刷機熱風廢氣系統(tǒng)部分管道中存在正壓力，是造成廢氣循環(huán)時泄漏的主要原因，結(jié)構(gòu)密封性一定要好。在進行減風增濃時，新風的來源應盡量采集于溶劑揮發(fā)嚴重的區(qū)域。

對設備進行分區(qū)隔離，主要是把印刷部分、熱風部分、天橋烘箱部分用輕質(zhì)裝修板材做成密閉包廂形式。密閉包廂內(nèi)的無組織氣體，可以作為新風利用最終被送往RTO燃燒。為了達到最佳狀態(tài)，還有兩條路可走，一是采用沸石轉(zhuǎn)輪對無組織氣體進行濃縮，送RTO燃燒。沸石轉(zhuǎn)輪處理過的常溫氣體返回車間，保持車間壓力狀態(tài)。對低濃度無組織氣體沸石轉(zhuǎn)輪的凈化率完全能做到。二是采用沸石轉(zhuǎn)輪把無組織氣體和有組織氣體進行濃縮，經(jīng)過噴淋塔送RTO燃燒。

八、效果

在國內(nèi)已有30多家廠家選用上海恒君環(huán)保旋轉(zhuǎn)式RTO設備。在中國印工協(xié)VOCs治理委員會的監(jiān)督下，完成了為期一個月的在線連續(xù)監(jiān)測驗證工作。監(jiān)測結(jié)果顯示旋轉(zhuǎn)式RTO在穩(wěn)定運行，廢氣處理排放值始終小于30mg/m³。

兩年前我們期待凹印VOCs末端治理有新技術(shù)出現(xiàn)，并形成主流。但兩年過去了，沒有新技術(shù)出現(xiàn)ROT還是主流技術(shù)，認識了這一點我們就會少走彎路少浪費資金。而旋轉(zhuǎn)式RTO是燃燒法中效率最高、熱能利用率最高的方法。這也是歐美國家?guī)资陙眚炞C過的并一直使用的方法。