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对凹印末端治理最佳适用技术——RTO最全面、真实的评价 中篇

对凹印末端治理最佳适用技术——RTO最全面、真实的评价

对凹印末端治理最佳适用技术——RTO最全面、真实的评价 中篇

RTO是目前凹印废气治理

的必然选择

 

(1)基于凹印废气治理要求是稳定、高标准的达标(一般是3050mg/m3)、尤其是考虑要能满足日后严格全程在线监测的需求,以及最大幅度减少环境税等多重严苛条件下,目前市场上,笔者认为最佳适用的治理措施只有RTO 

(2)2015年底三部委发文对包装印刷试点征收排污费,近几年全国大面积严重雾霾下频繁的环保督查,以及污染天气时印刷企业被频繁的限停产等,几乎全部凹印企业都开始着手废气治理,各种不同废气治理工艺也陆续投用,但到目前,很多废气治理工艺都被陆续退出,如活性炭、等离子、光解、生物法、甚至溶剂回收等,只有RTO作为凹印废气的主流治理工艺,已经得到环保部门和凹印企业的共同认可。 

(3)凹印产生的VOCs废气要在RTO燃烧室内,在大于760℃的高温环境下,持续约1秒的充分燃烧,才能保证彻底被氧化分解,实现达标排放。 

(4)三室RTO的去除率一般可以做到大于99%,热效率大于95% 

(5)对于RTO碳排放的问题,建议暂时不用考虑,因为废气不治理或不达标将面临的是罚款、限产、停产、停业、关闭。 

 RTO选择前期需考虑的因素

 

01确定废气工况

确定废气工况主要是确定废气的风量和浓度(浓度参见下文)。对于一般凹印机,建议每一单元主排按1000m3/h风量统计(印刷、干复),同时要根据工厂本身的生产特点,如开机率、全厂印刷单元同时使用率以及印刷产品的工艺特点如上墨量等,综合来确定总风量大小;对于地排风,建议每一色按照5001000m3/h风量考虑;接入调墨机和清洗机的高浓废气,但不建议接入其环境新风;工厂室内取气的散热排风,建议统一改造为水冷,不再外排热风。

 

02确定治理范围

废气是全部治理还是分步治理,如只是治理主排风废气,选用减风+RTO方案即可;如果要同时治理地排风等,可考虑盘式转轮或筒式浓缩,然后再进RTO进行处理;如主排风废气浓度很高,与地排风混合后仍然能够自维持浓度,优先直接进RTO进行处理。

 

03确定RTO档次

要根据当地环保排放标准和环境税的情况,结合凹印企业在市场地位和未来预期,选配市场相应级别的RTO。总体来看,RTO和凹印机的市场一样,都存在各种不同配置和价位的设备,其长期去除率、安全性、可靠性、能耗等性能相差明显,价格也差异很大。

 

04确定RTO形式

基于长期稳定达标,以及维修、维护简单等,根据达标标准不同,笔者建议选择两室半或者三室的RTO。对于旋转RTO,尤其是西安昱昌推出的,市场推进很快,并极大推动了凹印环保,但由于笔者没有充分调研,具体不太了解。

 

05确定单台风量

如总计12万风量废气,是上两台6万风量RTO,还是一次上一台12万风量的?一般来看,分步实施灵活性大,运行费用低,但总投资和占地会大。

 

06确定安装位置

虽然RTO设备重,占地大,但考虑到作为重大环保投资,以及日后长达20年的使用,没有合适位置要设法克服困难解决到位,筹建新厂时更要提前预留。

 

07确定市政配套

最好使用市政天然气作为燃料,3万风量的天然气一般引入费约30万元。纯电加热的RTO也有,市场很少见,并且价格和运行费用较高。

 

08确定其他配套

如电控室、检修雨棚、现场围栏、现场监控等,以及天然气管道、计量室以及废气风道的形式、风道桁架、配套电缆等。

 

09确定环境适应

RTO要适合当地环境,考虑如户外雨水锈蚀,户外严寒等环境。

 

凹印废气浓度的确定

 

(1)取决于两个参数,即外排总风量和外排总溶剂量。凹印废气总风量比较好确定,无变频控制,一般总风量约为主风机铭牌的70%,但最好请专业实测。一般凹印企业都很不清楚废气的浓度,笔者理解,一般会在0.53.0g/m3,由于该浓度是整个RTO项目启动最基础的数据,凹印企业必须自己搞清楚并反复验证。

 

(2)基于凹印特点,其废气风量、浓度都会大幅变化,而任何第三方检测只是检测了某一个产品某一刻的废气排放数据,有很大随机性和不确定性,只能作为简单参考。目前即便是有资质的第三方检测,废气浓度数据都普遍偏小,有时会小510倍。

 

(3)废气浓度检测建议使用FID,即火焰离子化检测仪(flame ionization detector),又称氢焰离子化检测器。这个检测仪的检测数据非常准,建议凹印企业等生产稳定后,请第三方如SGS或具备FID检测能力的RTO厂等来做时段检测,同时再和自己同时段生产工艺记录和油墨、溶剂耗用数据进行核对,要基本一致才可以。

 

(4)搞清楚废气浓度最稳妥的办法,是根据自己的工艺和投料耗用量去测算,可采用多重核算,其一是用年数据,年产平方米数、年投入的油墨和溶剂总量、以及年开机时间、结合风量等,计算出年排放废气平均浓度;其二是特地安排几个典型产品,以班为单位,跟踪班产量、班投料量、结合风量等,计算出班单一产品排放废气平均浓度。

 

(4)外排废气中总溶剂量,也可以通过产品的平方米、克重,如湿重减去干重测算。笔者建议可以按照每累计一个满版,每平方米产品挥发到烘箱外排的溶剂按照4g来计算(这个不含无组织地排,地排通常会占到总量的15%40%)。

 

(5)如外排废气浓度较低,如在1.0g/m3以下,首要先减风增浓,否则RTO投资会太大,并且一旦RTO运行起来,能耗也很高。 

 

 

减风+RTO的几种技术路线

 

减风路线的选择,主要基于现有废气浓度,以及是否愿意对现有热风系统进行改造,并最终确定选用路线。最终减风效果和现场异味控制好坏,最主要还是取决于烘箱设计和公司的产品结构,其可能的选择如下。

 

01不减风直接上RTO

主要针对进口凹印机(进口凹印机烘箱设计之初已经考虑减风了,基本没有优化空间了),以及大订单、满版产品,其废气浓度已经大于2.0g/m3

 

02开启手动回风+RTO

主要针对日本富士、中岛,以及国内北人、汕樟等凹印机型,其标配是最大50%回风,一般外方调试时,只回风30%左并锁定。故此,对于速度在200m/min以下的机型,可以把回风50%全部打开,同时在保证烘箱负压下,大幅关小新风和排风风门。考虑安全,可以在个别烘箱或总风道处加装LEL

 

03各单元LEL回风+RTO

每色加装LEL系统,每色都单独检测废气浓度,如安全就回用,通常每色投入约510万元。此系统完整保留原系统最大烘干能力,并且其独立性、安全性、灵活性最好。如BOBST机型,由于烘箱设计之初已预留相关软硬件,加装探头,调出菜单即可完成。LEL目前在国内的应用也是在初始阶段,不同LEL厂家的价格、品质、安全性等差异也非常大,如系统免维护、免标定以及防爆认证等。LEL是各减风系统的安全保障,需慎重选择。

 

04主排风LEL总回风+RTO

LEL去检测废气总排风的浓度,如安全就整体打回新风口循环再用。由于整机只需要一套LEL,总体投资相对小,但回风效果有限。此方案对于满版单元等同一般单元处理不太合理,对于没有有组织新风进口的凹印机,本方案则完全不适用。

 

05主排、地排进转轮浓缩+RTO

可主排+地排混合后进RTO,也可以主排进RTO,地排进转轮。该方案最大特点是可以完全不动现有设备,但其投资和能耗都很大,其中转轮维护比较麻烦,对凹印工况适应性差,有很多不确定性。

 

06ES0串联减风+RTO

串联减风是广东环葆嘉节能科技有限公司的自主技术,国内很多用户在使用,其从整体解决方案的角度,对减风增浓进行了深入研究,是国内最早、最专业、也是经验最丰富的减风增浓设备供应商,是众多凹印企业的优先选择,但由于笔者前期只考查了2家用户,这里无具体数据分享。

 

关于凹印减风,笔者在《印刷技术》2017年第01期《烘箱减风优化推进凹印环保化的有利之策》一文有论述,请参考。此外,要注意减风极限:凹印地排、主排的最小安全外排风量主要取决于原始烘箱设计,目前对于速度200m/min以下机型,LEL投用后,非满版单元有组织新风基本全为0,主排每色一般约6001600m3/h,地排每色一般5001000m3/h。图7为在北人凹印上用北人LEL(凹印单元LEL,目前国内北人做的最多),小版面新风开20%用于地面抽风,否则为0,图8为意大利NIRALEL,用于进口凹印机。

 北人LEL

 

8 意大利NIRALEL

RTO比选参数

 

1RTO比选参数。

 

1 RTO比选参数

 

RTO主要选配

 

(1)高温旁通。减风后,一定会存在废气浓度较高的情况,过高浓度的热量必须要有高温旁通泄放才能确保RTO安全。

 

(2)废液喷头。考虑今后将回收溶剂烧掉,回收热量。

 

(3)同步监控。建议在车间或工程部加设。

 

(4)短信报警。RTO一般无人值守,有异常时要能立刻报警。

 

(5)远程监控。最好有手机APP,随时可以监控,尤其运行的早期。

 

(6)在线监测。政府会针对排污量大的企业逐步提出要求,凹印企业排污大,如1条凹印线,年产值2000万元,治理前VOCs年排放一般约在200吨,所以减排必须要做,但目前在线监测价格昂贵,每套约2040万元,使用维护复杂。并且对于凹印,如采取RTO等治理措施后,排放达标、稳定,总体可控,不必要配备。

 

(7)气源质量。要考虑配备RTO专用空压机、储气罐以及吸干机,在天气寒冷区域,户外RTO用压缩空气里面绝对不能有水,否则气动部件会冻住,在寒冷区域建议配备-40℃的吸干机。

 

(8)风道部分设置负压保护和应急排放。

 

RTO运行后问题

(1)做好记录。要记录RTO运行基础数据,如耗电、耗气、运行时间以及投产设备数量和产量等,并每月做能耗分析。

 

(2)定期维护。要有专门人员按照RTO厂家要求,对设备定期维护、保养。

 

(3)关于环境税。合格的RTO运行后,由于去除率高,对环境税单价较高区域,可大幅减少环境税,同时有益于保证工厂排污总量指标。此外,环境税核算会用到第三方检测报告,但报告是检测废气某一刻的数值,其数值大小有很大不确定性,用这个时刻的去除量再乘以全年工时,去计算全年去除量,将远会低于实际值,从而会大幅增加交纳环境税(在三部委文件中约定的这个计算方法很不合理)。为避免这种情况,在第三方检测时,入口浓度一定要符合实际,在RTO达标保证下,越大越好。

 

(4)运行中。如果订单不饱和、经常停产,在停产期间,不建议采用保温模式,可直接停炉,第二天重新升温。

 

(5)运行能耗。如果凹印不减风或减风效果不好,RTO能耗将非常巨大。但如果订单连续,废气浓度增浓很高,还能持续保证余热回用,能耗就不大或可忽略。

 

(6)排放总量指标。总量超标也会罚款,需要重视并尽量控制。如2020前包装印刷要全面推行排污许可证,对于年使用溶剂稀释剂10吨及以上的要纳入重点管理;如天津对印刷废气风量大于6万,或者排放速率大于2.5kg/h的要求安装在线监测等。 

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来源:印刷技术 时间:2018-04-23 11:47:11
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