包裝(zhuāng)印(yìn)刷(shuā)有(yǒu)機廢(fèi)氣(qì)處(chǔ)理技術(shù)探究

引(yǐn)言

改(gǎi)革(gé)開(kāi)放以(yǐ)來(lái)，我國(guó)包(bāo)裝(zhuāng)印刷業隨著經濟(jì)的(dí)增(zēng)長迅速崛起(qǐ)，中國逐漸(jiàn)成(chéng)為繼美國(guó)
，日本(běn)
，歐盟之後的(dí)第四大(dà)印(yìn)刷市(shì)場(cháng)。包裝印(yìn)刷(shuā)廠的(dí)主要產(chǎn)品(pǐn)為(wéi)各種(zhǒng)印刷(shuā)製(zhì)品，在生產過程中大(dà)量使用彩色油(yóu)墨和(hé)有(yǒu)機溶(róng)劑(jì)，油(yóu)墨(mò)所用溶(róng)劑主要(yào)包括(kuò)甲苯(běn)
，二甲苯
，丁(dīng)酮(tóng)
，異丙(bǐng)醇
，正丁酯
，乙酸乙酯等低(dī)沸點揮發(fā)性有機物。據統計，有機溶劑通(tōng)常(cháng)占到了(liǎo)油(yóu)墨(mò)總量(liáng)的(dí)70%～80%，而在印刷產品(pǐn)幹燥(zào)的(dí)過程(chéng)中(zhōng)，這部分(fēn)有(yǒu)機溶劑會揮(huī)發(fā)到大(dà)氣中，產生(shēng)大量(liáng)的有(yǒu)機廢氣(VolatileOrganicCompounds，簡稱VOCs)。因此，包(bāo)裝印(yìn)刷成為(wéi)我國VOCs的主要排(pái)放源之一。

VOCs通常(cháng)是指在常壓下沸點低於260℃或(huò)標準狀(zhuàng)況(kuàng)下飽(bǎo)和(hé)蒸氣壓大於0.13kPa的有機(jī)化合物，這(zhè)類物質(zhì)種(zhǒng)類繁多，多數具有毒性，且(qiě)大多(duō)數VOCs都(dū)具有(yǒu)回收(shōu)價值。因(yīn)此，VOCs的(dí)大量(liáng)排放不僅(jǐn)會對環境衛(wèi)生和(hé)人體(tǐ)健(jiàn)康帶來極大威脅，還會(huì)造成(chéng)嚴重的(dí)資(zī)源浪費及經濟損失。長期以來(lái)，我國廢氣治(zhì)理的(dí)重點主(zhǔ)要放(fàng)在除塵(chén)
，脫硫
，脫硝上(shàng)，VOCs治(zhì)理(lǐ)技術(shù)發(fā)展緩慢。“十二五”規劃(huá)以(yǐ)來，國(guó)家(jiā)對(duì)VOCs的(dí)治理日益(yì)重(zhòng)視，並(bìng)明(míng)確指(zhǐ)出(chū)“推(tuī)進精(jīng)細化(huà)工(gōng)業(yè)有機廢(fèi)氣(qì)汙染治(zhì)理(lǐ)，加(jiā)強(qiáng)有機(jī)廢氣(qì)回(huí)收(shōu)利用”。因此(cǐ)，如何減(jiǎn)少包(bāo)裝印(yìn)刷(shuā)業VOCs的排(pái)放(fàng)，同時有(yǒu)效回收這(zhè)部(bù)分有機(jī)溶劑，*終(zhōng)實現(xiàn)經(jīng)濟效益(yì)和環境(jìng)效益(yì)的雙贏，已經(jīng)成為包裝印刷(shuā)業的(dí)一項重(zhòng)要(yào)任(rèn)務(wù)。

1包(bāo)裝(zhuāng)印刷業VOCs控製(zhì)技(jì)術(shù)概述(shù)

目(mù)前，我國包(bāo)裝印刷(shuā)行業現(xiàn)有的VOCs控(kòng)製(zhì)術大體(tǐ)可(kě)分為(wéi)兩大類:一(yī)類(lèi)是(shì)消除法(fǎ)，即通過破壞(huài)性的(dí)化(huà)學或生物反(fǎn)應(yīng)，將揮發性有(yǒu)機(jī)物轉化為水和(hé)二(èr)氧化碳(tàn)，主(zhǔ)要包括(kuò)燃燒(shāo)法
，生物(wù)法(fǎ)等，還包(bāo)括一(yī)些(xiē)新型(xíng)的控(kòng)製(zhì)技(jì)術，如光催化(huà)法;另一類是回收法(fǎ)，即在(zài)一定溫(wēn)度
，壓力(lì)下(xià)，通過(guò)一定(dìng)技術(shù)來分離回(huí)收揮發性(xìng)有(yǒu)機物，主要包括吸(xī)附法(fǎ)
，吸收法
，冷凝(níng)法(fǎ)等。

1.1消除法

燃燒法是(shì)目前應用(yòng)比(bǐ)較廣(guǎng)泛(fàn)的有機(jī)廢氣治(zhì)理(lǐ)方法，主要包(bāo)括直(zhí)接(jiē)燃(rán)燒法和催(cuī)化(huà)燃燒法。直接(jiē)燃燒是(shì)將VOCs當作(zuò)燃(rán)料(liào)，通(tōng)過熱(rè)反應，將其(qí)轉變(biàn)為水和(hé)二(èr)氧化碳，去除(chú)效率可(kě)達95%以(yǐ)上(shàng)。催(cuī)化(huà)燃燒法(fǎ)是(shì)在(zài)催化劑(jì)的(dí)作(zuò)用下，使(shǐ)有(yǒu)機廢(fèi)氣中(zhōng)的(dí)碳氫(qīng)化(huà)合(hé)物在溫度較低的條件下迅速(sù)氧(yǎng)化(huà)成水和二(èr)氧化碳。燃(rán)燒(shāo)法主要適用於成分復雜
，高(gāo)濃(nóng)度的VOCs氣體，具有效率高(gāo)
，處(chǔ)理徹底(dǐ)等優(yōu)點(diǎn)。但若廢(fèi)氣含(hán)有Cl
，S
，N等元素，采(cǎi)用(yòng)燃(rán)燒(shāo)**產生(shēng)HCl
，SOx
，NOx等(děng)有害氣體(tǐ)，造(zào)成二次(cì)汙染(rǎn)。

生(shēng)物法是(shì)利(lì)用微生(shēng)物的(dí)新陳代(dài)謝對VOCs進(jìn)行生物(wù)降(jiàng)解的過程(chéng)，主要適合(hé)於(yú)低(dī)濃(nóng)度
，大(dà)氣量且(qiě)宜生物(wù)降解的有(yǒu)機廢氣治理。生物法(fǎ)處(chǔ)理(lǐ)有(yǒu)機廢氣具有設備簡(jiǎn)單(dān)
，運行(háng)費用低(dī)
，操作簡便(biàn)
，淨(jìng)化效率(shuài)高(gāo)
，不產生二(èr)次(cì)汙染(rǎn)物(wù)等優點。但生物法對有(yǒu)機廢(fèi)氣的(dí)進氣濃度和(hé)性質要(yào)求較(jiào)高(gāo)，同時對生物菌(jūn)落和(hé)填料(liào)也(yě)提出(chū)了較高(gāo)的要(yào)求，因(yīn)此(cǐ)目(mù)前(qián)還未得(dé)到大量應用。

光(guāng)催化(huà)是(shì)指(zhǐ)利用(yòng)光(guāng)催(cuī)化(huà)劑(jì)(如TiO2)氧化分(fēn)解(jiě)吸附在(zài)催化劑表麵的(dí)VOCs物質(zhì)。合適(shì)的(dí)光催(cuī)化劑能夠(gòu)在常溫下(xià)將(jiāng)VOCs完(wán)全(quán)氧化成(chéng)無(wú)毒無害的物質，無(wú)二(èr)次(cì)汙(wū)染，適合(hé)處理(lǐ)高濃度
，氣量(liáng)大(dà)
，穩定(dìng)性強(qiáng)的(dí)有機廢(fèi)氣。目前(qián)，光催化(huà)法(fǎ)在(zài)處理廢水上已(yǐ)經得到(dào)了一些應(yīng)用，但(dàn)是(shì)由於其存在反(fǎn)應速度(dù)慢(màn)
，光(guāng)子效率低等(děng)的缺點，在VOCs治理方麵實(shí)例(lì)卻(què)不(bù)多。

1.2回收法(fǎ)

吸附法主(zhǔ)要是(shì)利(lì)用固體(tǐ)吸附劑(如矽膠
，分(fēn)子篩
，活(huó)性炭等(děng))把(bǎ)排(pái)放廢氣(qì)中的(dí)有(yǒu)害組(zǔ)分(fēn)吸附留在固體(tǐ)表(biǎo)麵裏，從而(ér)達到(dào)淨化作(zuò)用。吸附法常(cháng)見於(yú)處理(lǐ)低(dī)濃度(dù)高通量的(dí)VOCs廢氣，優點是去除率(shuài)高(gāo)，淨化徹(chè)底，能(néng)耗低(dī)，工藝(yì)成(chéng)熟(shú)。不(bù)僅(jǐn)如(rú)此，吸(xī)附法若(ruò)與其(qí)他處理方法聯(lián)用，既(jì)可防(fáng)止環(huán)境汙(wū)染，又能回收(shōu)有用的(dí)物質(zhì)，具(jù)有很(hěn)好的環境和經(jīng)濟效益(yì)。缺點是(shì)處(chǔ)理設(shè)備(bèi)龐(páng)大，流程(chéng)復雜(zá)，當廢(fèi)氣中(zhōng)含有膠(jiāo)粒物(wù)質或(huò)其他(tā)雜(zá)質時，吸(xī)附劑易失(shī)效(xiào)。在現有(yǒu)的吸附(fù)劑(jì)中(zhōng)，活(huó)性(xìng)炭性能(néng)*好(hǎo)，應用(yòng)*廣(guǎng)，去(qù)除效率通(tōng)常可達(dá)95%以上。

吸(xī)收(shōu)法(fǎ)主(zhǔ)要是(shì)采(cǎi)用低(dī)揮發或不揮發液體(tǐ)為(wéi)吸收(shōu)劑(jì)，利(lì)用有(yǒu)機(jī)廢氣能(néng)與其互溶(róng)的(dí)特點，來(lái)吸收(shōu)廢氣中的有(yǒu)害(hài)物質(zhì)。該(gāi)方(fāng)法(fǎ)適用於濃度較(jiào)高(gāo)
，溫(wēn)度(dù)較低和壓力較大情況(kuàng)下(xià)氣相(xiāng)汙染物的(dí)處理(lǐ)，具有(yǒu)技術成(chéng)熟(shú)，設(shè)計及操(cāo)作經(jīng)驗(yàn)豐(fēng)富，適(shì)用性(xìng)強的(dí)優點(diǎn)。但對於有機(jī)廢(fèi)氣，由(yóu)於其(qí)水溶性一(yī)般不好，應(yīng)用不(bù)太普(pǔ)遍。另外，該法對吸收(shōu)劑和(hé)吸(xī)收設備的要求(qiú)通(tōng)常較(jiào)高，而(ér)且(qiě)吸(xī)收劑需(xū)要(yào)定(dìng)期(qī)更換，過程(chéng)較(jiào)復(fù)雜(zá)，費(fèi)用較高(gāo)。

冷凝(níng)法是(shì)利用物質在不同(tóng)溫度(dù)下(xià)具有不(bù)同(tóng)飽(bǎo)和(hé)蒸(zhēng)汽(qì)壓這(zhè)一物理(lǐ)性(xìng)質(zhì)，采(cǎi)用降低係統溫(wēn)度(dù)或(huò)提高係(xì)統(tǒng)壓(yā)力的方法(fǎ)，使(shǐ)處(chǔ)於(yú)蒸(zhēng)汽狀(zhuàng)態的汙(wū)染(rǎn)物冷(lěng)凝(níng)並(bìng)從廢(fèi)氣中分(fēn)離(lí)出(chū)來的過(guò)程，具(jù)有設備(bèi)和(hé)操作條件簡(jiǎn)單(dān)，回收物質的純度(dù)較(jiào)高的優點。在(zài)生(shēng)產過程中，冷(lěng)凝法常常與壓(yā)縮(suō)
，吸(xī)附
，吸收(shōu)等過程組(zǔ)合應用，來回收有機廢氣中有用的(dí)組分(fēn)，從(cóng)而實現資(zī)源的(dí)重復利用，降(jiàng)低(dī)運行(háng)成本。

上(shàng)述兩類方(fāng)法(fǎ)中，回(huí)收法(fǎ)能(néng)夠在汙染控(kòng)製(zhì)的(dí)同(tóng)時實現(xiàn)資(zī)源的循環利用(yòng)，是(shì)一種(zhǒng)更(gēng)具(jù)有開(kāi)發潛力的(dí)技術方法。然(rán)而(ér)，任何一種(zhǒng)VOCs回收處理(lǐ)技術本身(shēn)都(dū)各有利弊(bì)，使用條(tiáo)件也有(yǒu)較(jiào)大(dà)差異。例如(rú)，吸附法(fǎ)處理(lǐ)低(dī)濃度(dù)VOCs效果雖好，但(dàn)是(shì)對於(yú)高濃度(dù)廢氣的(dí)處理卻可(kě)能存(cún)在(zài)熱(rè)效應(yīng)高(gāo)
，吸附劑(jì)堵(dǔ)塞或(huò)二(èr)次汙染等問題;而冷凝法(fǎ)則更適宜於處理高(gāo)濃度(dù)VOCs，對於低濃度廢氣的(dí)處理(lǐ)效(xiào)果較差(chà)
，設備(bèi)成本(běn)較高。因此(cǐ)，為*大程度地實現低成本(běn)
，高效(xiào)率(shuài)的VOCs處(chǔ)理(lǐ)目的(dí)，需開發廢(fèi)氣(qì)處(chǔ)理(lǐ)的(dí)集(jí)成(chéng)工藝(yì)，將不(bù)同(tóng)的(dí)VOCs回收(shōu)處(chǔ)理(lǐ)技(jì)術(shù)通過(guò)一(yī)定(dìng)的方法(fǎ)組(zǔ)合起來(lái)，使之(zhī)優(yōu)勢(shì)互(hù)補(bǔ)
，各(gè)盡其用，以實(shí)現低成本和高成(chéng)效(xiào)的(dí)雙贏。

2包裝印刷(shuā)業VOCs組合處(chǔ)理(lǐ)工藝(yì)實(shí)例

上海某油墨印刷廠(chǎng)采用“蜂窩(wō)吸附(fù)-熱風(fēng)脫附-冷凍回收(shōu)”的組(zǔ)合(hé)工(gōng)藝，對生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的VOCs進行集(jí)中(zhōng)收(shōu)集
，集中處理
，集(jí)中回收，取得了低本高(gāo)效(xiào)的處(chǔ)理效果(guǒ)。該(gāi)工(gōng)藝(yì)采用(yòng)吸(xī)附(fù)截(jié)留(liú)有機溶(róng)劑氣(qì)體
，熱風(fēng)脫(tuō)附(fù)解析溶劑氣體的工藝將有(yǒu)機物(wù)分離濃縮(suō)出來加以(yǐ)冷(lěng)凝回收，從(cóng)而實現空(kōng)氣(qì)淨化(huà)和(hé)廢棄物(wù)循(xún)環(huán)利用(yòng)的目的(dí)。下麵(miàn)以(yǐ)該工(gōng)藝為(wéi)實例(lì)對VOCs組(zǔ)合(hé)處理工藝(yì)進(jìn)行(háng)分析(xī)探(tàn)討。

2.1廢(fèi)氣狀(zhuàng)況(kuàng)及(jí)排(pái)放要(yào)求

該(gāi)印刷(shuā)廠(chǎng)有(yǒu)機廢氣排(pái)放現(xiàn)狀及GB16297—1996《大(dà)氣汙染綜合排(pái)放標準(zhǔn)》中的(dí)二級排放標準(zhǔn)(新(xīn)建擴(kuò)改項(xiàng)目)要求如表(biǎo)1。