孫 飛

（江蘇雨田環(huán)境工程有限公司 江蘇宿遷 223800）

引言

印刷使用溶劑所產(chǎn)生的VOCs 有機(jī)廢氣排放量占總排放量的6%，有機(jī)廢氣主要來(lái)自印刷烘干油墨干燥箱散發(fā)的有機(jī)溶劑尾氣及印刷單元周?chē)軇┬陀湍匀粨]發(fā)的有機(jī)廢氣。印刷車(chē)間存在多種低濃度有機(jī)污染物，這些有機(jī)污染物主要來(lái)自印刷產(chǎn)生的溶劑型油墨所致。油墨在印刷高溫中，會(huì)釋放出大量苯類(lèi)污染物，以及醇類(lèi)污染物，乙酸乙酯、乙酸丁酯等等。印刷車(chē)間生產(chǎn)作業(yè)多為流水式，印刷設(shè)備及承印材料相對(duì)運(yùn)動(dòng)使印刷車(chē)間有機(jī)廢氣擴(kuò)散傳質(zhì)、對(duì)流傳質(zhì)，質(zhì)量傳遞時(shí)，熱量也會(huì)發(fā)生傳遞及變化，易受到風(fēng)速及室溫影響。

目前，印刷行業(yè)VOCs 有機(jī)廢氣治理技術(shù)主要包括消除法和回收法兩大類(lèi)。其中，消除法處理有機(jī)廢氣，是利用化學(xué)反應(yīng)或生物工藝技術(shù)，將有機(jī)污染物中的揮發(fā)性物質(zhì)通過(guò)相應(yīng)工藝技術(shù)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)二氧化碳、水，又包括光催化法、生物法和燃燒法；后者是指在一定壓力、溫度條件下，利用相關(guān)技術(shù)將有機(jī)廢氣中的污染物進(jìn)行分離，進(jìn)一步回收利用。回收法處理印刷有機(jī)污染物包括冷凝法，吸收工藝，以及吸附法等等。由于印刷企業(yè)有機(jī)廢氣自身排放特點(diǎn)，常需要與其他工藝技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，才可達(dá)到預(yù)期效果。

表1 VOCs廢氣處理技術(shù)對(duì)比

1 案例概況

某印刷包裝企業(yè)，現(xiàn)有2 個(gè)車(chē)間從事印刷、烘干工藝，3 臺(tái)包裝材料印刷機(jī)，主要廢氣為油墨烘干散發(fā)的有機(jī)廢氣。排放的廢氣應(yīng)滿(mǎn)足（GB16297-1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。此外，對(duì)于印刷等特殊場(chǎng)所有害職業(yè)人員健康的，對(duì)其相關(guān)危害接觸限值及排放標(biāo)準(zhǔn)都有明確規(guī)定，也對(duì)VOCs 有機(jī)廢氣排放有了更為嚴(yán)格要求（見(jiàn)表2）。

表2 印刷車(chē)間有機(jī)廢氣接觸限值及排放濃度標(biāo)準(zhǔn)

1.1 廢氣處理工藝

該工藝設(shè)備主要包括冷卻器、催化反應(yīng)器、排風(fēng)機(jī)、活性炭吸附器、控制系統(tǒng)、脫附風(fēng)機(jī)、管道等組件。印刷廠在其生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的油墨、有機(jī)溶劑，在烘干、印刷過(guò)程中產(chǎn)生大量VOCs 有機(jī)廢氣。

對(duì)此，要進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益評(píng)價(jià)，是否存在二次污染，等等，選用“預(yù)處理+深度處理”凈化生產(chǎn)有機(jī)廢氣。其中，預(yù)處理選用“冷卻+中效”過(guò)濾工藝，將VOCs 中的顆粒物進(jìn)行凈化、過(guò)濾，并進(jìn)一步降溫處理?！盎钚蕴?催化燃燒”一體深度處理工藝，進(jìn)一步凈化VOCs 有機(jī)化合物。

1.2 主要工藝參數(shù)

（1）活性炭吸附器。固定床活性炭吸附作為本次研究項(xiàng)目的設(shè)備選型。據(jù)測(cè)，項(xiàng)目中所用活性炭粒徑0.15-0.95mm。裝填厚度0.8-1.2m，廢氣經(jīng)吸附器流速為0.5m/s，經(jīng)停時(shí)間為3s。VOCs 有機(jī)廢氣含苯類(lèi)物，有機(jī)廢氣的混合濃度經(jīng)監(jiān)測(cè)達(dá)到122mg/m3，所產(chǎn)生的主要廢氣量為35500m3/h。利用活性炭吸附器吸附有機(jī)廢氣的時(shí)間約為9h/d，活性炭吸附器的再生周期為12d 左右。

（2）催化燃燒裝置。印刷包裝企業(yè)處理有機(jī)廢氣選用的催化燃燒裝置為方形截面結(jié)構(gòu)，包括了電熱啟動(dòng)器、催化床設(shè)備以及控制溫度器，其長(zhǎng)度：當(dāng)量=0.5-1.5。進(jìn)氣濃度為原始有機(jī)廢氣濃度的8 倍，空速45000m3/h，入口溫度350℃左右，總烴質(zhì)量濃度1200-2800mg/m3，有機(jī)廢氣中的苯質(zhì)量濃度為30-150mg/m3，甲苯及二甲苯質(zhì)量共計(jì)10-70mg/m3。

1.3 主要設(shè)備參數(shù)

（1）設(shè)備：2 臺(tái)中效過(guò)濾器，3 臺(tái)活性炭吸附器，冷卻器1 臺(tái)，催化燃燒器1 臺(tái)。（2）風(fēng)量：41000m3/h。（3）溫度：常溫。（4）介質(zhì)：非甲烷總烴，顆粒物。（5）濃度：≤120mg/m3。（6）凈化效率：＞86%。（7）壓力：使用設(shè)備的終壓力≤1200Pa。（8）電壓：380v。（9）總功率/運(yùn)行功率：200kW/108kW。（10）引風(fēng)機(jī)型號(hào)：4-72No12D（960r/min，37kW，1 臺(tái)）。（11）面積：使用設(shè)備的最小占地面積9.0m×5.0m。

2 工藝特點(diǎn)及運(yùn)行效果

2.1 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）VOCs 廢氣收集系統(tǒng)。有機(jī)廢氣收集口、收集管道，擋風(fēng)簾，控制廢氣濃度及風(fēng)量。集氣罩用以收集VOCs 有機(jī)廢氣，流經(jīng)廢氣收集管道進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)。

（2）預(yù)處理工藝系統(tǒng)。結(jié)合有機(jī)廢氣的處理特點(diǎn)和要求，設(shè)置預(yù)處理?xiàng)l件。進(jìn)氣溫度實(shí)測(cè)為130℃，大于常規(guī)吸附材料工況溫度，先降溫處理，使進(jìn)入吸附器前的進(jìn)氣溫度達(dá)到常溫狀態(tài)。經(jīng)一級(jí)凈化裝置處理及中效過(guò)濾后，約有50%左右的廢氣凝結(jié)為液態(tài)或霧氣凈化，剩余VOCs 有機(jī)廢氣經(jīng)中效過(guò)濾袋，有效去除其中的顆粒物。由于中效過(guò)濾袋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，且成本低，運(yùn)行能耗小。

（3）深度處理工藝系統(tǒng)。中效過(guò)濾器過(guò)濾有機(jī)廢氣，剩余的僅為有機(jī)污染物，再經(jīng)活性炭吸附器凈化排放。該活性炭吸附器選用成型活性炭，抗腐蝕強(qiáng)、耐高速氣流沖擊，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，可以去除90%左右的有機(jī)污染物。

2.2 調(diào)試及運(yùn)行效果

根據(jù)《空氣與廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》的相關(guān)規(guī)定和要求，對(duì)該印刷車(chē)間VOCs 有機(jī)廢氣處理后進(jìn)行正常運(yùn)行監(jiān)測(cè)，達(dá)到了污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和要求，且苯凈化率95%、甲苯凈化率91%、二甲苯凈化率92%、乙苯凈化效率達(dá)94%以上，非甲烷總烴凈化效率大于95%，達(dá)到預(yù)期處理標(biāo)準(zhǔn)和凈化要求，順利通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收。此外，該工藝選用的儀器設(shè)備簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高，成本較低，具有良好應(yīng)用前景。

3 印刷車(chē)間VOCs 治理對(duì)策

印刷車(chē)間有機(jī)廢氣的治理應(yīng)堅(jiān)持源頭減量、過(guò)程控制和末端治理原則和理念。即從源頭上減少有機(jī)廢氣的散發(fā)量，最大限度地降低在印刷車(chē)間的影響、擴(kuò)散范圍，做好末端技術(shù)處理，防止出現(xiàn)二次污染。

3.1 源頭減少散發(fā)

在印刷車(chē)間，VOCs 有機(jī)廢氣是通過(guò)油墨及承印材料表面散發(fā)至周?chē)h(huán)境空氣中，從源頭控制這種擴(kuò)散，一方面，通過(guò)印刷技術(shù)研發(fā)和推廣，積極引入先進(jìn)生產(chǎn)工藝和先進(jìn)儀器設(shè)備，改進(jìn)原有印刷材料，建立符合印刷工況條件下的熱質(zhì)交換模型，從而使印刷車(chē)間在其工作過(guò)程中將有機(jī)廢氣及有機(jī)廢氣所攜帶的余熱余濕散發(fā)機(jī)理及過(guò)程。如選用適當(dāng)?shù)娜軇?、承印材料和溶劑油墨?lèi)型，從而在源頭上降低印刷過(guò)程中VOCs 有機(jī)廢氣的釋放量。另一方面，通過(guò)優(yōu)化印刷車(chē)間的空調(diào)風(fēng)速、溫度、濕度等相關(guān)送風(fēng)參數(shù)，最大限度地源頭降低廢氣及廢熱的散發(fā)。

3.2 過(guò)程控制散發(fā)

印刷車(chē)間有機(jī)廢氣散發(fā)與印刷產(chǎn)品表面氣流速度及印刷環(huán)境的溫度、濕度條件也有密切關(guān)聯(lián)，從傳播路徑方面減少有機(jī)廢氣VOCs 的散發(fā)。針對(duì)印刷車(chē)間空間范圍大、熱源溫度高，可通過(guò)改良優(yōu)化印刷車(chē)間氣流組織設(shè)計(jì)，控制印刷工序、濕度、溫度及氣流速度，選擇相應(yīng)送風(fēng)參數(shù)、布置風(fēng)口。此外，還要綜合考慮印刷車(chē)間工藝及工作人員的舒適度，綜合設(shè)計(jì)氣流組織形式。

3.3 末端治理散發(fā)

印刷車(chē)間有機(jī)廢氣VOCs 濃度低、間歇釋放及風(fēng)量大的特點(diǎn)，在做好源頭和過(guò)程控制的基礎(chǔ)上，還需要采取合適的工藝技術(shù)，做好末端有機(jī)廢氣VOCs 治理工藝技術(shù)。目前，較為成熟的有催化燃燒法和活性炭吸附工藝技術(shù)。其中，活性炭吸附工藝技術(shù)，基于活性炭成本低，吸附效率高等優(yōu)勢(shì)，具有廣闊應(yīng)用推廣前景。

結(jié)語(yǔ)

綜上，印刷行業(yè)VOCs 有機(jī)廢氣具有濃度低、間歇性且風(fēng)量大、危害大等特點(diǎn)，要熟練掌握不同有機(jī)廢氣相關(guān)治理技術(shù)，熟悉不同治理技術(shù)的應(yīng)用原理及優(yōu)劣點(diǎn)，根據(jù)印刷車(chē)間的現(xiàn)實(shí)情況，合理選用。此外，要采取綜合應(yīng)對(duì)措施，從源頭、過(guò)程及末端全過(guò)程做好印刷車(chē)間有機(jī)廢氣污染防治，才可達(dá)到預(yù)期效果。