包装印刷有机废气处理技术.docx

包装印刷有机废气处理技术《环境工程杂志》2014年第七期1包装印刷业VOCs控制技术概述1.1消除法燃烧法是目前应用比较广泛的有机废气治理方法主要包括直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧是将VOCs当作燃料通过热反应将其转变为水和二氧化碳去除效率可达95%以上。催化燃烧法是在催化剂的作用下使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳。燃烧法主要适用于成分复杂、高浓度的VOCs气体具有效率高、处理彻底等优点。但若废气含有Cl、S、N等元素采用燃烧法会产生HCl、SOx、NOx等有害气体造成二次污染。生物法是利用微生物的新陈代谢对VOCs进行生物降解的过程主要适合于低浓度、大气量且宜生物降解的有机废气治理。生物法处理有机废气具有设备简单、运行费用低、操作简便、净化效率高、不产生二次污染物等优点。但生物法对有机废气的进气浓度和性质要求较高同时对生物菌落和填料也提出了较高的要求因此目前还未得到大量应用。光催化是指利用光催化剂(如TiO2)氧化分解吸附在催化剂表面的VOCs物质。合适的光催化剂能够在常温下将VOCs完全氧化成无毒无害的物质无二次污染适合处理高浓度、气量大、稳定性强的有机废气。目前光催化法在处理废水上已经得到了一些应用但是由于其存在反应速度慢、光子效率低等的缺点在VOCs治理方面实例却不多。1.2回收法吸附法主要是利用固体吸附剂(如硅胶、分子筛、活性炭等)把排放废气中的有害组分吸附留在固体表面里从而达到净化作用。吸附法常见于处理低浓度高通量的VOCs废气优点是去除率高净化彻底能耗低工艺成熟［11］。不仅如此吸附法若与其他处理方法联用既可防止环境污染又能回收有用的物质具有很好的环境和经济效益。缺点是处理设备庞大流程复杂当废气中含有胶粒物质或其他杂质时吸附剂易失效。在现有的吸附剂中活性炭性能最好应用最广去除效率通常可达95%以上。吸收法主要是采用低挥发或不挥发液体为吸收剂利用有机废气能与其互溶的特点来吸收废气中的有害物质。该方法适用于浓度较高、温度较低和压力较大情况下气相污染物的处理具有技术成熟设计及操作经验丰富适用性强的优点。但对于有机废气由于其水溶性一般不好应用不太普遍。另外该法对吸收剂和吸收设备的要求通常较高而且吸收剂需要定期更换过程较复杂费用较高。冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一物理性质采用降低系统温度或提高系统压力的方法使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程具有设备和操作条件简单回收物质的纯度较高的优点。在生产过程中冷凝法常常与压缩、吸附、吸收等过程组合应用来回收有机废气中有用的组分从而实现资源的重复利用降低运行成本。上述两类方法中回收法能够在污染控制的同时实现资源的循环利用是一种更具有开发潜力的技术方法［12-13］。然而任何一种VOCs回收处理技术本身都各有利弊使用条件也有较大差异。例如吸附法处理低浓度VOCs效果虽好但是对于高浓度废气的处理却可能存在热效应高、吸附剂堵塞或二次污染等问题;而冷凝法则更适宜于处理高浓度VOCs对于低浓度废气的处理效果较差、设备成本较高。因此为最大程度地实现低成本、高效率的VOCs处理目的需开发废气处理的集成工艺将不同的VOCs回收处理技术通过一定的方法组合起来使之优势互补、各尽其用以实现低成本和高成效的双赢。2包装印刷业VOCs组合处理工艺实例上海某油墨印刷厂采用“蜂窝吸附－热风脱附－冷冻回收”的组合工艺对生产过程中产生的VOCs进行集中收集、集中处理、集中回收取得了低本高效的处理效果。该工艺采用吸附截留有机溶剂气体、热风脱附解析溶剂气体的工艺将有机物分离浓缩出来加以冷凝回收从而实现空气净化和废弃物循环利用的目的［14-15］。下面以该工艺为实例对VOCs组合处理工艺进行分析探讨。2.1废气状况及排放要求该印刷厂有机废气排放现状及GB16297—1996《大气污染综合排放标准》中的二级排放标准(新建扩改项目)要求如表1所示。2.2工艺选择该VOCs组合工艺可分为3个控制阶段即“吸附－脱附－回收”3个过程。2.2.1吸附工艺对于VOCs的吸附过程活性炭吸附工艺已经较为成熟其净化效率通常可达90%以上。此外活性炭的总使用寿命一般可达4年以上且使用成本很低具有很大的优势。活性炭的形式主要有颗粒活性炭、蜂窝活性炭、纤维活性炭3种。颗粒活性炭阻力大能耗高而且脱附时间长;纤维活性炭具有吸附容量大吸附与脱附速度快的突出特点但其价格十分昂贵设备投资很高;而蜂窝活性炭具有比表面积大微孔发达吸附容量高使用寿命长等优点被广泛应用于低浓度有机废气(1000mg/m3以内)的吸附工程。另外由于蜂窝活性炭具有孔隙率高不易堵塞的优点特别适合于含有少