印刷有機廢氣治理現狀及(jí)趨勢分(fèn)析
來源:抖阴app成人環保 發布時間:2020-11-03
隨著社會經濟的(de)發展,印刷(shuā)行業也呈現出快速發(fā)展的趨勢,每年排放的廢氣也逐漸增(zēng)多,這不僅會對(duì)我國生態(tài)環境造成(chéng)了非常嚴重的汙(wū)染,而(ér)且也嚴重危害著人們的身體健康。因此(cǐ),需要對印刷廢氣無(wú)組織排放進(jìn)行(háng)嚴格的管控,采用先進的治理工藝和設(shè)備,遏製(zhì)有機廢氣(qì)對生態(tài)環境的(de)破壞。基於此,本文主要對印刷有機廢氣治理研究現狀(zhuàng)與趨勢進行分析與探討。
1.印刷企業廢氣(qì)治理(lǐ)存在的問題
1.1 印刷(shuā)車間未進行氣流組(zǔ)織設計
大部分印刷車間沒有(yǒu)進行功能區性分區,生產線布局不合理,送排風和車間溫濕度設計比較隨意,不僅能耗(hào)高,而且導致(zhì)印刷車間內廢氣(qì)無組織散(sàn)發嚴重。
1.2 設計風量過大
大部分的凹印、複合或塗布設備的(de)排(pái)風量未經過設(shè)計計(jì)算,大幅超過印刷工藝需求,不僅(jǐn)造成風機能耗增加,同時也使(shǐ)廢氣排放濃度進一步降低,而廢氣處理設施卻(què)是以排放風量設計的,因此,增加的多餘風量等同於增加了廢氣處理設施的投入成本和運行成本(běn)。加上(shàng)一些企(qǐ)業印刷機組共用一台排風機,在部分機組未生產時,仍然按照滿負荷的風機功率排風,由於全部印刷機的烘(hōng)箱處於連通狀態,導致處理風量(liàng)額外增加。
1.3 廢氣設施運行不正常
出於降低成本原因,部分(fèn)印刷企(qǐ)業擅自閑置治理設施,或者故意使治(zhì)理設施處於不正常運行狀態。比(bǐ)如:降低低溫等離子運行電壓,長期不(bú)更換活性炭或者將活性炭取出(chū)晾曬後回填,不及時更(gèng)換損壞的紫外燈管等違法行為。
2.印刷廢氣治理研究現狀
2.1 印刷材料方麵
這方(fāng)麵的研究集中在不同材料的VOCs 散發特性和傳質擴散(sàn)模(mó)型,研(yán)究承印材料和油墨、清洗劑的匹配性,不同的印刷方式所使用油墨的VOCs 含量,以便開發環保承印材料、油墨和清洗劑[1]。比如:有學者認為(wéi)擴散係數D 與VOCs 分子量負(fù)相關,分離常數Ke 與VOCs 蒸汽壓正相關(guān);有學者(zhě)通過測試對比發現凹印油墨(mò)(68%~80%)含量*高,UV 膠印油墨(7%~12%)VOCs含(hán)量*低。溶劑型柔印(yìn)油墨(50%~55%)、熱固型輪轉膠印油墨(31%~39%)、單張紙膠(jiāo)印油墨(11%~19%)VOCs含量依次降低。
2.2 廢氣收集方麵
此類文獻從印刷車間氣流組織、溫濕度控製、風速控製以(yǐ)及塗布、印刷設備密閉改造(zào)方(fāng)麵研究提高有機(jī)廢氣收集效率。具體包括不同送風方式效果、內擾熱源影響、氣流分布特性和能耗之間的關係、溫濕度獨立控製等內容。有學者研究了印刷生產(chǎn)有機廢氣(qì)擴散機理,從印(yìn)品幹燥前、幹燥過程中、幹燥完成後(hòu)指出了需要控製的相(xiàng)關因素,為減少有機廢氣散發以及綜合(hé)治理印刷有機廢氣(qì)汙(wū)染提供了(le)理論參考。
2.3 末端(duān)治理方麵
印刷有機廢(fèi)氣治理應用*廣泛的技術(shù)包括吸附(fù)法、熱力氧化、光催(cuī)化氧化、生物(wù)法等[2],單一的治理技術存在不同的缺陷,比如:活性炭(tàn)吸附更(gèng)換周(zhōu)期短、不耐濕度和高溫(低於120 ℃脫附),產(chǎn)生(shēng)大量危廢;蓄熱式熱力氧化(huà)(RTO)設備投資(zī)成本高,運行(háng)能耗大,無需輔助燃料廢氣濃度>2 000mg/m3;光催化對濃度大於0.03%的有機廢氣無(wú)法(fǎ)實現穩定達(dá)標排放。為降低治理成本(běn),提高適用範圍,末端(duān)治理重點研究印刷有機廢氣治理技(jì)術集成與創新(xīn)。國內外發展(zhǎn)出吸附濃縮-催化燃燒、吸脫附-冷凝回收等有機廢氣治理集成工藝(yì)。同時,國外對微生物法(fǎ)處理印(yìn)刷廢氣情有獨鍾,生物處理技術在印刷廢氣治理技術中的比例(lì)達到了29%。相關(guān)研究涉(shè)及了生物過(guò)濾處理對含甲苯、二(èr)甲苯、乙酸乙酯等有機廢氣的去除效果、影(yǐng)響因素及動力學模型。國內也(yě)對這(zhè)項技術進行了研究,研究主要側重於微生物馴化,各類因素如:VOCs 組成、進氣濃度和速率、填料性質、填料溫濕度、營(yíng)養物質、pH 值、微生物(wù)和氧氣(qì)、表麵活性劑等對有機廢氣淨化處理效果的影響。總得來說,有機廢氣淨化處理技術可以分成:回收法和破壞法兩大類。
2.4 機理研(yán)究和建模方麵
此類研究側重於不同有機(jī)廢氣處理技術內在機理,期望通過優化模型參數提高處理效率。包括低溫等離子體、熱等(děng)離子體、聯合(hé)等離子體(CPP)光解、生物滴濾(lǜ)、管式生(shēng)物過濾、膜生物過濾等技術(shù)處理有機廢氣機理、機製(zhì),以及有機廢氣逸散、吸收、降解過程數(shù)學模型。比如:有學者根據能量守恒和傳遞(dì)方程建立了簡(jiǎn)化模型(xíng),認為有機(液)相部分與用對數表示的氣相之間的負線(xiàn)性關係;有學者研究發現(xiàn)光催化處理VOCs 動力學原(yuán)理與簡化的Langmuir- Hinshelwood模型吻(wěn)合度很高,這將有利於設計相(xiàng)應的(de)處理設備。但實驗中苯的降解曲線與模型吻合度出現偏離,這或是催化劑受汙染導致;有(yǒu)學者研究了二元VOCs 在葉片填片的轉輪收集床中的吸收情況(kuàng),結果表明其氣態(tài)質量傳遞係數與VOCs 進口濃度呈負相關關係,並(bìng)隨著轉輪轉速、氣流速度和液(yè)流速(sù)度的增加而升高。
3.印(yìn)刷行業有機廢(fèi)氣治理研究趨勢
3.1 研發適應性廣、汙染低的印刷材料
從油墨、溶劑、承印材料方麵進一步改進,實現印刷行業的清潔生產。比如:研(yán)發可適用多種(zhǒng)印刷工藝的單一(yī)溶劑,以提高後端溶劑回收利用率;通過改變油(yóu)墨分子結構,提高油墨的生物降解(jiě)性(xìng),降低對人體和(hé)環境危害;提高油墨性能,減少溶劑使用量等。
3.2 推廣印刷車間氣流組織設計
對車間溫度場(chǎng)、速度場、濕(shī)度(dù)場和汙染物擴散傳質過程和濃度場利用CFD 技(jì)術優化,以確定印刷車間*優的氣流組織方案,在滿足印刷條件(jiàn)下確保(bǎo)有機廢氣的*有效收集。
3.3 終端治理工藝優化模擬與改良
利用計算(suàn)機對(duì)各種終端治理工(gōng)藝進行優化(huà)組合並對處理效果模擬評估。在現有處理(lǐ)技術不能取得重大突破的情況下(xià),對各類(lèi)治理(lǐ)技術進行(háng)優化組合並設定標準化的模塊,利用計算機進(jìn)行模擬評估,可以實現*優處理方案。
另一種研(yán)究方向是(shì)對現有印刷廢氣治理設(shè)備進行小型化、節能化改良,提高普及率。比如(rú):現有的蓄熱式熱力(lì)氧化(huà)(RTO)設施建設成本基本(běn)在70萬以上,對(duì)於中、小型印刷(shuā)企業而言建設和使用成本過高。若能將RTO 設備小型(xíng)化、節能化,就可以降低設備製造和運行成本,以(yǐ)提高設備(bèi)普及率。
3.4 創新(xīn)管理政策
政府可以通過製定政策影響印刷包裝行業(yè)發展,降低行業有機廢氣排放量。包括執行VOCs 排汙權交易製度、提高油墨環保標(biāo)準、對印刷產品稅製“綠色化”進行頂層(céng)設計、倡(chàng)導簡化產品包裝等工作。比如提高印(yìn)刷企(qǐ)業生產過程中有機廢氣排(pái)放環保稅征收標準,對過度軟包(bāo)裝的商品(pǐn)提高消費稅,從而提高商品價(jià)格,抑製需(xū)求量;通過強製使用中國環境標誌(zhì)產品認證的環保型油墨、膠粘劑,禁止使用不符合環保要求的油墨、膠粘劑;鼓勵使用VOCs 含量較低的紫外光固化油墨。某(mǒu)省(shěng)已經開始推廣(guǎng)軟包裝使用紫外光固化油墨,減少溶劑使用量。
3.4 創新行(háng)業(yè)治理(lǐ)模式
通過創新治理(lǐ)模式,也可以避(bì)免單一治理的缺陷,同時降低(dī)治理成(chéng)本。比如:活性炭吸(xī)附技術作為低(dī)濃度有機廢氣治理常(cháng)用方(fāng)法,存在兩個缺點:一是廢活性炭的更換成本和(hé)處置成本比(bǐ)較高,企業缺乏自覺性;二是作為執法(fǎ)部門,由於執法力量和技術手段限製,很(hěn)難對監管企業的實施高頻次的監管。開(kāi)展分散企業活性炭定期收集,再實施第(dì)三(sān)方集中脫附(fù)再生的治理模式(shì),不僅可以解決更換活(huó)性炭的問題,同時解決了廢棄活性炭處(chù)置問題,也可以降低企業(yè)治理成本。對於(yú)監管(guǎn)部門而言(yán),對第三方實施監督管理(lǐ)的效果要遠大於對所(suǒ)有(yǒu)企業實施監管。
綜上所述,印刷有機廢氣治理是大氣(qì)汙染防治工(gōng)作的重點內容之一。印刷有機廢氣(qì)具有風量大、濃度低等特點,而目前尚未研發(fā)出一種普適性好、處理(lǐ)效率高的治理工藝,因而現行的治(zhì)理現狀(zhuàng)並不樂觀。為有效治理印刷行業中(zhōng)的有機廢氣(qì)排放,今後的(de)研究工作(zuò)應從印刷材料、廢氣收集和末端治理工藝優化方麵努力,同(tóng)時企業應(yīng)加強日常管理工作,研發適應性廣、汙染(rǎn)低的印刷材料,推廣印刷車間氣流組織設計等;政府應不斷創(chuàng)新管理政(zhèng)策,實施新的(de)行業(yè)治理模式。