一种印刷行业的VOCs治理工艺技术的制作方法

本发明涉及大气污染治理技术领域，具体涉及一种印刷行业的vocs治理工艺技术。

背景技术：

vocs（挥发性有机物）为熔点低于室温而沸点在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称，有时也指全部气态有机物。vocs在紫外光作用下，可生成光化学烟雾和二次污染物，引起酸雨、光化学污染、城市雾霾等环境问题，严重威胁生态环境，直接影响人体健康安全。但同时又具有一定的经济回收价值，因此，寻找高效、可靠的方法治理并回收vocs己成为当前迫切需要解决的问题。

在印刷行业中会使用大量的油墨，油墨中的挥发性有机物（vocs）排放到空气中会引起大气污染，危害人类健康。因此需要对该类有机物进行有效的治理。印刷行业排风主要分为墨盒排风、地排风、环境排风和烘箱排风，排放点分散、排气量大、排放浓度低，且vocs成分复杂，易燃易爆，给其治理带来了一定的难度。

目前大部分企业对印刷线上的vocs的治理仍没有有效的方法。对于印刷线烘箱排风，浓度中低、气量大、温度高，大部分企业都未作处理；对于气量大、浓度低的地排风和环境排风也未作处理而随环境废气无组织排放。因此依据印刷线vocs排风特点开发合适的工艺技术，提高对中低浓度、大风量的vocs废气回收效率，使尾气达标排放，降低环境污染，同时有效地回收vocs或者热能是印刷行业亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种印刷行业的vocs治理工艺技术，采用转轮浓缩净化装置与溶剂回收装置或氧化销毁装置结合，以处理并回收印刷过程产生的中低浓度（指vocs的质量浓度）、大风量废气中的vocs或热能，使净化后的气体达标排放，具有工艺简单、运行稳定、净化率高等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种印刷行业的vocs治理工艺技术，包括如下步骤：

1）废气收集：通过引风机收集墨槽排风、地排风和环境排风产生的中低浓度废气，通过引风机收集烘箱排风产生的中等浓度废气；

2）转轮浓缩净化：将收集的中低浓度废气通过转轮浓缩净化装置进行浓缩与净化，脱附后得到浓缩气体，净化后的气体直接排放；

3）溶剂回收或氧化销毁：

针对vocs组分单一的废气，通过溶剂回收装置对步骤1）收集的中等浓度废气和步骤2）得到的浓缩气体进行净化和溶剂回收；

针对vocs组分单一或非单一的废气，通过氧化销毁装置对步骤1）收集的中等浓度废气和步骤2）得到的浓缩气体进行净化处理，并利用氧化销毁装置产生的部分热能调配步骤2）脱附过程所需的热能。

根据以上方案，所述转轮浓缩净化装置包括吸附区、脱附区、冷却区，所述吸附区、脱附区和冷却区的面积比值为10:1:1，转轮转速为12-15min/rad。

根据以上方案，所述转轮浓缩净化装置吸附区的吸附剂为沸石分子筛。

根据以上方案，所述转轮浓缩净化装置脱附区采120-200ºc的热风进行脱附，得到浓缩气体。

根据以上方案，所述中低浓度废气的80%-95%进入所述转轮浓缩净化装置的吸附区、5%-20%进入所述转轮浓缩净化装置的冷却区。

根据以上方案，所述溶剂回收装置采用两个或两个以上吸附器，以便至少一个为吸附过程，一个为脱附再生过程。

根据以上方案，所述溶剂回收装置包括吸附单元、脱附单元、冷凝单元，以实现vocs的吸附、吸附剂的再生、溶剂的回收与提纯，溶剂回收过程的净化效率为90%-99%，溶剂损失率为5%-12%。

根据以上方案，所述溶剂回收装置的脱附单元采用电加热或蒸汽加热，将用于脱附的气体加热至120-200ºc。

根据以上方案，所述氧化销毁装置包括蓄热式焚烧炉（rto）、蓄热式催化燃烧装置（rco）、催化燃烧装置（co）。

根据以上方案，所述烘箱排风产生的中等浓度废气通过设置爆炸下限（lel）排放开关的开度，调节进入所述溶剂回收装置或氧化销毁装置的废气量，所述爆炸下限排放开关的开度设置为58%-70%。

本发明的有益效果是：

本发明针对中低vocs浓度、大风量的废气分别通过转轮浓缩净化、溶剂回收或氧化销毁工艺（rto或rco或co等）有效地实现了废气的净化;针对较单一vocs废气所使用的溶剂回收工艺创造性地解决了传统热气体脱附工艺中能量利用效率问题，且适用范围广、配置简单、溶剂回收效率高，溶剂回收率≥99%，纯度≥95%；针对较复杂vocs废气所采用的氧化销毁工艺,换热效率高、操作费用低、净化率高、且运行稳定可靠，全部工艺的总净化效率可达97.1%-99.3%，最终排出的气体，符合国家标准，实现了清洁生产。

附图说明

图1是本发明实施例1的工艺示意图；

图2是本发明实施例2的工艺示意图。

图中：1、引风机；2、转轮浓缩净化装置；3、转轮脱附换热器；4、加热器；5、溶剂回收装置；6、溶剂回收罐；7、排气筒；8、氧化销毁装置。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

实施例1，见图1：

本发明提供一种印刷行业的中低浓度、大风量的乙酸乙酯废气治理工艺技术，包括以下步骤：

（1）乙酸乙酯废气的收集：

a.通过引风机1收集墨槽排风、地排风和环境排风，得到中低浓度、高气量的乙酸乙酯废气，废气中乙酸乙酯含量为300mg/m³，气量为50000m³/h；

b.通过引风机1收集烘箱排风，得到中等浓度、高气量的乙酸乙酯废气，废气中乙酸乙酯含量为800mg/m³，气量为18000m³/h；

（2）转轮浓缩净化：

c.将（1）a中收集的废气通过引风机1引入转轮浓缩净化装置2（吸附区、脱附区和冷却区的面积比值为10:1:1），其中90%的乙酸乙酯废气进入转轮吸附区，其余10%的余气进入冷却区，在转轮吸附区，乙酸乙酯被沸石分子筛吸附，从转轮吸附区排出的乙酸乙酯浓度为30mg/m³，净化率为90%，通过引风机1经排气筒7直接排放；吸附区旋转至脱附区，在脱附区内，吸附于转轮浓缩净化装置2中的乙酸乙酯经140ºc热风（通过转轮脱附换热器3、加热器4进行加热）脱附，得到乙酸乙酯浓度为2730mg/m³的浓缩气体，气量为5000m³/h，转轮浓缩比为10，浓缩气体进入溶剂回收装置5；脱附区经旋转至冷却区，在冷却区内，10%的余气通过冷却区时将原转轮浓缩净化装置2吸附区降至常温，余气经转轮脱附换热器3、加热器4加热后转化为脱附区间的热风；冷却区旋转至吸附区，如此循环，完成对乙酸乙酯废气的浓缩净化；

d.将（1）b中的收集的中等浓度废气设置lel排放开关开度为62%进入下一单元，气量为11160m³/h，乙酸乙酯含量为1290mg/m³；

（3）溶剂回收：

e．将转轮浓缩净化装置2浓缩后得到的乙酸乙酯浓缩气体和经过lel设置排放的烘箱排气混合后进入溶剂回收装置5（两个吸附器，一个吸附，一个再生），气量为16160m³/h，乙酸乙酯含量为1735mg/m³，乙酸乙酯在溶剂回收装置5的吸附器中被活性炭吸附，净化后的气体乙酸乙酯浓度为27.94mg/m³，通过排气筒7直接排放，净化效率为98.4%；利用电加热或蒸汽加热的120ºc热风作为脱附剂，热气体将吸附在活性炭表面的乙酸乙酯脱附并带出吸附器，继而通过冷凝将乙酸乙酯提纯回收，达到溶剂回收的目的，该过程溶剂损失率为10%。

整套回收系统按照18000m³/h风量设计，投资费用为330万元，折算每吨溶剂回收成本为1500元；而不采用转轮浓缩及lel排放控制，活性炭吸附脱附系统需按照66000m³/h风量设计，投资费用为580万元，折算每吨溶剂回收成本为3000元。

实施例2，见图2：

本发明提供一种印刷行业的中低浓度、大风量的乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸丁酯废气治理工艺技术，包括以下步骤：

（1）废气的收集：

a.通过引风机1收集墨槽排风、地排风和环境排风，得到中低浓度、高气量的废气，废气中vocs含量为350mg/m³，气量为45000m³/h；

b.通过引风机1收集烘箱排风，得到中等浓度、高气量的废气，废气中vocs含量为700mg/m³，气量为21000m³/h；

（2）转轮浓缩净化：

c.将（1）a中收集的废气通过引风机1引入转轮浓缩净化装置2（吸附区、脱附区和冷却区的面积比值为10:1:1），其中90%的vocs废气进入转轮浓缩净化装置2吸附区，其余10%的余气进入冷却区，在转轮浓缩净化装置2吸附区，vocs被沸石分子筛吸附，从转轮浓缩净化装置2吸附区排出的vocs浓度为30mg/m³（排放标准），通过引风机1经排气筒7直接排放，转轮浓缩净化装置2对vocs的净化率为90%；吸附区旋转至脱附区，在脱附区内，吸附于转轮浓缩净化装置2中的vocs经140ºc热风（通过转轮脱附换热器3、加热器4进行加热）脱附，得到vocs浓度为3185mg/m³的浓缩气体，气量为4500m³/h，转轮浓缩比为10，浓缩气体进入氧化销毁装置8；脱附区经旋转至冷却区，在冷却区间内，10%的余气通过冷却区间时将原转轮浓缩净化装置2吸附区降至常温，余气经转轮脱附换热器3、加热器4加热后转化为脱附区的热风；冷却区旋转至吸附区，如此循环，完成对乙酸乙酯废气的浓缩净化；

d.将（1）b中的收集的废气通过设置lel排放开关开度为62%进行处理，气量为13020m³/h，vocs含量为1129mg/m³；

（3）氧化销毁：

e.经转轮浓缩净化装置2脱附后的浓缩气体及lel排放控制后废气进入氧化销毁装置8（rto），气量为17520m³/h，乙酸乙酯含量为1338mg/m³，rto系统包括多组热回收率高达95%的陶瓷填充床预热器，净化后的气体中vocs浓度为25.42mg/m³，净化效率为98%，将rto处理后的部分高热量达标气体循环回系统中的转轮脱附换热器3调配脱附过程，其余部分通过排气筒7排放。

实施例3：

本发明提供一种印刷行业的中低浓度、大风量的甲苯废气治理工艺技术，包括以下步骤：

（1）甲苯废气的收集：

通过引风机收集烘箱排风，得到中等浓度、高气量的甲苯废气，废气中甲苯含量为1000mg/m³，气量为60000m³/h；

（2）转轮浓缩净化：

将收集的甲苯废气通过转轮浓缩净化装置进行浓缩与净化，浓缩比为10，得到气量为6000m³/h、vocs含量为9000mg/m³的浓缩气体，净化后的气体直接排放；

（3）氧化销毁（rto）：

将转轮浓缩净化装置产生的浓缩气体导入rto装置进行焚烧，净化后的气体直接达标排放。

由于浓缩气体中甲苯浓度满足自恃燃烧要求，故无需补充额外燃料，系统全年运行成本为119万元。浓缩后高浓度气体进入rto焚烧炉焚烧，30%燃烧热循环回系统调配转轮浓缩净化装置脱附过程，60000m³/h沸石转轮浓缩净化装置和6000m³/h风量的rto设备投资费用为329万元。

如果不采用本发明的转轮浓缩净化装置，而直接将废气中甲苯含量为1000mg/m³，气量为60000m³/h进行rto焚烧处理，rto系统初始设备投资费用为896万元，因废气浓度较低，正常运行过程中需额外补充天然气138nm³/h，其全年运行成本为645万元。

对比本发明与单一rto处理技术可知，本发明的装置投资与运行成本均要低得多，具有良好的经济效益。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。