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煙草包裝VOCs排放特點、治理技術(shù)選擇及經(jīng)驗分享

談及煙草包裝,廣義來說是指卷煙生產(chǎn)過程中所使用的包裝材料,主要包括卷煙紙、濾棒成形紙、接裝紙、內(nèi)襯紙、框架紙、盒包裝紙、條包裝紙、封簽紙、煙用紙箱等;狹義來說僅指小盒包裝紙、條盒包裝紙(俗稱煙包、裝潢或商標紙)。可以看出,絕大多數(shù)煙草包裝都離不開印刷,其印刷方式涵蓋了凹印、膠印、絲印、柔印等多種工藝。
煙草vocs處理
一、煙包印企vocs廢氣成分及特點煙包印企vocs廢氣是煙包在生產(chǎn)過程中由于凹印類產(chǎn)品使用溶劑型油墨、醇水性油墨、稀釋劑和膠印類產(chǎn)品使用潤版液、洗車水等揮發(fā)而形成的,vocs廢氣中含有苯、甲苯、二甲苯、乙醇、乙酸乙酯、正丙酯、正丙醇、異丙醇等揮發(fā)性有機物,在當前愈加嚴格的環(huán)保要求下,煙包印企vocs廢氣有組織達標排放是保證企業(yè)正常運營的前提和保障。
按印刷方式分,國內(nèi)煙包印刷方式主要是卷筒紙凹印和單張紙膠印兩種,其中卷筒紙凹印主要以使用溶劑型油墨為主,輔以少量的醇水性油墨,其產(chǎn)品占煙包總量的60%以上,在凹印生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量高濃度vocs廢氣;單張紙膠印主要以使用uv油墨為主,其產(chǎn)品主要是中卷煙,在膠印生產(chǎn)過程中產(chǎn)生較低濃度的vocs廢氣;其它印刷方式如單凹、絲印等均非煙包的核心印刷方式,以實現(xiàn)特殊效果為目標,主要使用醇水性油墨和uv油墨為主,在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生極低濃度的vocs廢氣。
按排放方式分,煙包印企vocs廢氣可分為有組織排放廢氣和無組織排放廢氣兩類。有組織排放廢氣主要來源于印刷工藝過程,尤其是印刷設(shè)備的烘干過程,通常配備有專門的收集系統(tǒng)和排放系統(tǒng),廢氣具有成分復(fù)雜、潔凈度高、溫度穩(wěn)定、和廢氣濃度因產(chǎn)品和速度不同而變化的特點;無組織排放廢氣主要來源于各個工藝過程中揮發(fā)出來的vocs廢氣, 分散于整個生產(chǎn)車間,廢氣具有分布空間廣、濃度比較低的特點。
按廢氣濃度分,煙包印企vocs廢氣一般可分為高濃度vocs廢氣和低濃度vocs廢氣兩類,高濃度vocs廢氣一般是指凹印機生產(chǎn)過程中直接從烘箱排出的vocs廢氣,廢氣濃度一般不低于2g/m3;低濃度vocs廢氣一般是指凹印機地排風(fēng)、膠印機、絲印機、單凹機等設(shè)備排出的廢氣和部分場所(如油墨倉庫、廢棄物倉庫、調(diào)墨間等)排出的廢氣,濃度一般低于300mg/m3。
上海力皇rto項目
二、煙包印企vocs廢氣治理淺析(一)煙包印企vocs廢氣治理利器--rto
目前煙包印刷領(lǐng)域vocs廢氣治理、、最普及的處理方法是熱分解法,即使用rto,其基本原理是在高溫條件下,將廢氣中的vocs與o2充分反應(yīng),生成co2和h2o,同時釋放熱量:
rto燃燒室溫度一般在820度左右,廢氣中幾乎所有的vocs與o2充分反應(yīng),生成co2和h2o,同時釋放熱量,且rto對煙包vocs廢氣的風(fēng)量、濃度、成分等變化都不敏感,具有很高的可靠性,其凈化效率高達99%以上,是目前凈化高的voc治理設(shè)備之一。廢氣氧化后直接排出的高溫清潔氣體,被設(shè)計為流經(jīng)陶瓷蓄熱體,將其所含的熱絕大部分通過陶瓷體蓄熱儲存下來,然后氣體再外排。此蓄熱室通過閥門切換,被用于預(yù)熱后續(xù)進入的常溫廢氣,如此反復(fù),其熱效率高達95%以上,從而可大幅節(jié)約治理能耗。由于rto具有很高的熱效率和凈化效率,所以設(shè)備能夠在比較節(jié)能的情況下,高效地完成vocs廢氣的處理,同時具有很高的可靠性和比較長的壽命(可超過30年),因此在國內(nèi)外,rto都是包裝印刷行業(yè)用來處理vocs廢氣的最典型設(shè)備。
(二)煙包印企vocs廢氣治理
1.對凹印機高濃度vocs廢氣的治理
鑒于目前約60%的煙包產(chǎn)品均采用卷筒紙凹印印制而成,且在生產(chǎn)過程中主要使用溶劑型油墨,即使使用了部分“水性油墨”,其中也含有較高比例的乙醇,油墨烘干過程所產(chǎn)生的vocs廢氣通過烘箱直接排出。如果排出的vocs廢氣濃度較高且在1.8g/m3以上時,可將此類vocs廢氣輸入rto直接燃燒處理,rto可處于自維持狀態(tài)(在無需額外能源消耗的前提下rto設(shè)備處于正常運行狀態(tài));如果排出的vocs廢氣濃度較低但在0.3g/m3至1.8g/m3之間時,可優(yōu)先考慮對凹印機烘箱循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)實施lel減風(fēng)增濃改造,然后將增濃后的vocs廢氣輸入rto直接燃燒處理;如果排出的vocs廢氣濃度極低,如在0.3g/m3以下時,在無法使用減風(fēng)增濃方式提升廢氣濃度時,可考慮使用轉(zhuǎn)輪進行濃縮處理(常規(guī)情況下不建議,該方式具有投資大、能耗高、運維費用高和達標穩(wěn)定性差等不足之處)。
(此處之所以選擇0.3g/m3,考慮沸石轉(zhuǎn)輪90%的吸附時,能夠?qū)崿F(xiàn)過濾后排出氣體非甲烷總烴在30mg/m3以內(nèi))
2.對其它低濃度vocs廢氣的治理
對于煙包印企中單張紙uv膠印、單張紙凹印、絲網(wǎng)印刷和卷筒紙凹印uv干燥等設(shè)備在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的極低濃度vocs廢氣,因為具有組分復(fù)雜、濃度極低、風(fēng)量較大、分散廣泛等特點,在選擇治理方式時,既要考慮設(shè)備投入成本、運行費用和穩(wěn)定達標等因素,又要遵循國家政策中“鼓勵企業(yè)采用多種技術(shù)組合工藝,提高vocs 治理效率”等相關(guān)要求,所以煙包印企適宜采用多種技術(shù)組合工藝治理低濃度vocs廢氣,常規(guī)選擇“光催化技術(shù)+活性炭吸附技術(shù)(配備脫附工藝)”,既能實現(xiàn)對低濃度vocs廢氣的有效處理并實現(xiàn)達標排放,還能夠?qū)崿F(xiàn)投資少、運營低、效果好的目標。這里之所以不選擇沸石轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)對此類低濃度vocs廢氣進行處理,是因為膠印、絲印和凹印使用的uv油墨在干燥時產(chǎn)生vocs廢氣,由于含有的特殊高沸物會對沸石轉(zhuǎn)輪造成損害,會導(dǎo)致頻繁更換沸石,廢氣治理運營成本過高,且vocs廢氣的不同進流溫度和濕度對去除效率的影響較大,存在vocs廢氣經(jīng)沸石轉(zhuǎn)輪吸附后排放不達標的潛在風(fēng)險。
“上海力皇集團是一家專業(yè)從事vocs有機廢氣治理、煙氣脫硫脫硝除塵、vocs在線監(jiān)測系統(tǒng)的高新環(huán)保企業(yè),公司集研究開發(fā)、設(shè)計制造、工程總包及設(shè)施運營為一體。公司擁有自主核心技術(shù),在行業(yè)擁有豐富的經(jīng)驗并取得多項技術(shù),與同濟大學(xué)等多所院校建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,是華東理工產(chǎn)學(xué)研實習(xí)基地,我們針對客戶需求和實際情況為客戶提供量身定制的專業(yè)治理綜合解決方案。

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