印刷有機廢氣治理現狀及趨勢分(fèn)析
來源:抖阴app成人環保 發布時間:2020-11-03
隨著社會經濟的發展,印刷行業也呈現出快速發展的趨勢(shì),每年排放的(de)廢氣也(yě)逐漸(jiàn)增(zēng)多,這不僅會對我國生態(tài)環境造成了非常嚴重的汙染,而且也嚴重危害著(zhe)人們的身體健康。因此,需要對印刷廢氣無組織排放進行嚴格的(de)管控,采用先(xiān)進的治理工藝和設備,遏製有機廢氣(qì)對生態(tài)環境的破壞。基於此,本文主(zhǔ)要對印(yìn)刷有(yǒu)機廢氣治理研究現狀與(yǔ)趨(qū)勢進行分析與探討(tǎo)。
1.印刷企業廢氣治理存在的問題
1.1 印(yìn)刷車間未進行氣流組織設計
大部分印刷車間沒(méi)有進行功能區性分區,生(shēng)產線布局(jú)不(bú)合理,送排風和車間溫濕度設計比較隨意,不僅能耗高,而且導(dǎo)致(zhì)印刷(shuā)車間內廢氣無(wú)組織散發嚴重。
1.2 設(shè)計(jì)風量過大
大部分的凹印、複合或塗布設備的排風量未經過設計計(jì)算,大幅超過印刷工(gōng)藝需求(qiú),不僅造成風(fēng)機能耗增(zēng)加,同時也(yě)使廢氣排放濃度進一步降低,而廢氣處理設施卻是以排放風量(liàng)設計的,因此,增加的(de)多餘風量等同於增加了廢氣處理設施的(de)投入成本和運行成本。加上一些企業印(yìn)刷機組共用一台排風機,在部分機組未生產時(shí),仍然按照滿負(fù)荷(hé)的風機功率排風,由於(yú)全部印刷機的烘箱處於連通狀態,導致處理風量額外增加。
1.3 廢氣設施運行不正常
出於降低(dī)成本原因,部分(fèn)印刷企業擅自閑置(zhì)治理設施,或者故意使(shǐ)治理設施處於不正常運(yùn)行狀態。比如:降低低溫等離(lí)子運行電(diàn)壓,長期不更換(huàn)活性(xìng)炭或者將活性炭取出晾曬(shài)後回填,不及時更換損壞的紫(zǐ)外燈管等違法行為。
2.印(yìn)刷廢氣治理研究現狀
2.1 印刷(shuā)材料方麵
這方麵的研究集中在不同材料的VOCs 散發特性和傳(chuán)質(zhì)擴散(sàn)模型,研究(jiū)承印(yìn)材料和油墨、清洗(xǐ)劑的匹(pǐ)配(pèi)性,不同的印刷方式(shì)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:有學者認為擴散係數D 與VOCs 分子量負相(xiàng)關,分離常數Ke 與VOCs 蒸(zhēng)汽壓正相關;有(yǒu)學者通過測試對比發現凹印油墨(68%~80%)含量*高,UV 膠印油墨(7%~12%)VOCs含量*低。溶(róng)劑型柔印油墨(50%~55%)、熱固型(xíng)輪(lún)轉膠印油(yóu)墨(mò)(31%~39%)、單張紙膠印油墨(11%~19%)VOCs含量依次降低。
2.2 廢氣收集(jí)方麵
此類文獻從印刷車間氣流組織、溫濕度控(kòng)製、風速控製以及塗布(bù)、印刷設備密閉(bì)改造方麵研究提高有機廢氣收集效率。具體包括不(bú)同送風方式效果、內擾熱源影響、氣流分布特性和能耗(hào)之間的關係、溫濕度獨立控製等內容。有學者研究(jiū)了(le)印刷(shuā)生產有機廢氣擴散機理,從印品幹燥前、幹燥過程中(zhōng)、幹燥(zào)完成後指出了需(xū)要(yào)控製的相關因素,為減少有機廢氣散發以及綜合治理印刷有(yǒu)機(jī)廢(fèi)氣汙染提供了理論參考。
2.3 末端治理方麵
印刷有機廢氣治理應用*廣泛的技術(shù)包括(kuò)吸附法、熱力氧化、光催化氧化、生物法等[2],單一的治理技術存在不同的缺陷,比如:活性炭吸附更換周期短、不耐濕度(dù)和高溫(低於120 ℃脫附(fù)),產生大量(liàng)危廢;蓄熱式熱力氧化(RTO)設備投資成本高(gāo),運行能耗大(dà),無需輔助燃料廢(fèi)氣濃度>2 000mg/m3;光催(cuī)化對(duì)濃度大於0.03%的有機廢氣無法實(shí)現穩定達標排放。為降低治理成本,提高適用範圍,末端治理重點研究印刷有(yǒu)機廢氣治理技術集成與創新。國內外發展出吸附濃縮-催化燃燒、吸脫附-冷凝回收等有機廢氣治理集成工藝。同時,國外對微生物法處理印刷廢氣(qì)情有(yǒu)獨鍾,生(shēng)物(wù)處理(lǐ)技術在印刷廢氣(qì)治理(lǐ)技術中的比例達(dá)到了29%。相關研究涉及了生物(wù)過濾處理對含甲苯、二甲苯、乙酸(suān)乙酯等有(yǒu)機廢氣的去除效(xiào)果、影(yǐng)響因素及動力學模型(xíng)。國(guó)內也(yě)對(duì)這項技術(shù)進行了研究,研究主要側重(chóng)於微生物馴化,各類因素如:VOCs 組成、進氣濃(nóng)度和速率、填料性質、填料(liào)溫濕(shī)度、營養物質、pH 值、微生物和氧氣、表麵活性劑等對有機廢氣淨化處理效果的影響。總得來(lái)說(shuō),有(yǒu)機廢氣淨化處理技術可(kě)以(yǐ)分成:回(huí)收法和破壞法兩大類。
2.4 機理研究和建模方麵
此類研究側重於不(bú)同有機廢氣處理技術內在機理,期(qī)望通過優化模型參(cān)數提高處理效率。包括低溫等離子體、熱(rè)等離子體、聯合(hé)等離子(zǐ)體(CPP)光解、生物滴濾、管式(shì)生(shēng)物過濾、膜生物過濾等技術處理(lǐ)有機廢氣(qì)機理(lǐ)、機製(zhì),以及有機廢氣逸散、吸收、降解過程數學模型。比如:有學者根據能(néng)量守(shǒu)恒和傳遞方程建(jiàn)立了簡化模型,認為有機(液)相部分與用對數表示的氣相之間的負線性關係;有學者(zhě)研究發現光催化處理VOCs 動力學原理與簡化的Langmuir- Hinshelwood模型吻合度很高,這將有利於設計相應的處理設備。但實驗中(zhōng)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;有學者(zhě)研究了二元VOCs 在葉片填片的轉輪收集床(chuáng)中的吸收情況,結果表明其氣態質量傳遞係數與VOCs 進口濃度呈負相關關(guān)係,並隨(suí)著轉輪轉速、氣(qì)流速度和液流速(sù)度的增加(jiā)而升高。
3.印刷行業有機廢氣治理研究趨勢
3.1 研發適應性廣、汙染(rǎn)低的印刷材料
從油墨(mò)、溶劑、承印材料方麵進一(yī)步改進,實現印刷行業的清潔生產。比如:研發可適用多種印(yìn)刷工藝的單一(yī)溶(róng)劑,以提高後端溶劑回收(shōu)利用率;通過改變油墨分子結構,提高油墨的(de)生物降解性(xìng),降低對人體和環境危害;提(tí)高油墨性能,減少溶劑使用量等。
3.2 推廣印刷車(chē)間氣流組織設計
對車間溫度場、速度場、濕度場和汙染物擴散傳質過程(chéng)和濃度場利用CFD 技術優化,以確定印刷車間*優的氣(qì)流(liú)組織(zhī)方案,在滿足印刷條件下確(què)保有機廢氣的*有效收集。
3.3 終端治理工藝優化模擬與改良
利用計算機對(duì)各種終端(duān)治(zhì)理工藝進行優化組合並對處理效果模擬評估。在(zài)現(xiàn)有處理(lǐ)技術不能取得重大突(tū)破(pò)的情況下,對各類治(zhì)理技術進行優化組合並(bìng)設定標準化的模塊,利用計算機進行模擬評估,可以實現*優處理方案。
另一種研究方向是對現有印刷廢氣治理設備進行小型化、節能化改良,提高普及率。比如:現有的蓄熱(rè)式熱力氧化(RTO)設(shè)施(shī)建設成本基本在70萬(wàn)以上,對於中、小型印刷企業而言建設(shè)和使用(yòng)成本過高。若能將RTO 設備小型化、節能化,就可以降低設備製造和運行成本,以提高設備普及率。
3.4 創新管理政策
政府可以通過製定政策影響印刷包裝行業發展,降低行業有機廢氣排放量。包括執行VOCs 排汙權交易製度、提(tí)高油墨環保標準、對印刷產品稅製“綠(lǜ)色化(huà)”進行頂層設計(jì)、倡導簡化產品包裝等工(gōng)作。比如提(tí)高印刷企業生產過程中有機廢(fèi)氣排放環保稅(shuì)征收標準,對過度軟包裝的商品(pǐn)提高消費稅,從而提高商品價格,抑製需求量;通過強製使用中國環境標誌產品認(rèn)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(jiào)低的紫外(wài)光固化油墨。某(mǒu)省(shěng)已經開始(shǐ)推廣軟包裝(zhuāng)使用紫外光固化油墨,減少溶劑使用量。
3.4 創新行業治(zhì)理模(mó)式
通過創新治理模式,也可以避免單一(yī)治理的缺陷,同時降低治理成本。比如:活性炭吸附(fù)技術作為低濃度有機廢氣治理常用(yòng)方(fāng)法,存在兩個缺點:一是(shì)廢活性炭的更換成本和處置成本比較高,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,很難對監管企業的實施高頻次的監管。開展分散企(qǐ)業(yè)活性炭定期收集,再實施第三方(fāng)集中(zhōng)脫(tuō)附再生(shēng)的治理模式,不僅(jǐn)可以解決更換活性炭的問題(tí),同時解決了廢棄活性(xìng)炭處(chù)置問題,也可以降低企業治理成本。對於監管部門而言,對第三方實施監督管理的效果要遠大於對所有企業(yè)實施監(jiān)管。
綜上所述,印刷(shuā)有機(jī)廢氣治理是大(dà)氣汙染(rǎn)防治工作的重點內容之一。印刷有機廢氣(qì)具有(yǒu)風量大(dà)、濃度低等特點,而目前尚未研(yán)發出一種普適性好(hǎo)、處理效率高的治理工藝,因而(ér)現行的治理現狀並不樂觀(guān)。為有(yǒu)效治理(lǐ)印(yìn)刷行業中的有機(jī)廢氣排放,今後的研究工(gōng)作應從印刷材料、廢氣收集(jí)和(hé)末端治理工藝優化方麵(miàn)努力,同時企業應加(jiā)強日常管理工(gōng)作,研發(fā)適應性廣、汙染低的印刷材料,推廣(guǎng)印刷車(chē)間氣流組織設計等;政府應不斷創新(xīn)管理政策,實施新的行業治理(lǐ)模(mó)式。