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印刷行業有機廢氣治理技術研究

印刷行業有機廢氣治理技術研究

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    隨著我國社會經濟建設的進步與發展,現代化進程的推進讓我國各個領域都以指數型模式增長,包裝印
 
刷領域也不例外。居民收入的提升讓群眾已經不再滿足于簡單的吃飽穿暖,開始追求高品質的個性化生活,印
 
刷包裝不僅只承擔保護功能,還希望能有一定的文化內涵。為了滿足產品包裝多樣化的的市場需求,有機溶劑
 
作為印刷行業必不可少的原輔材料之一,在美化包裝的同時也產生了大量的有機廢氣,對生態環境和居民身體
 
健康都產生了不良影響,有機廢氣治理也成為當下環境保護的熱點課題之一。以下主要圍繞印刷業有機
 
廢氣的凈化體系展開簡單的分析與探討。

一、有機廢氣的凈化技術概述

針對印刷產生的有機廢氣,其治理技術主要包括兩種方式。第一,化學法。有機廢氣通過燃燒或者生物反應等方式變為空氣危害程度較小的成分如二氧化碳。伴隨著科技的發展,光氧化催化(光化學法)也逐漸應用到印刷廢氣處理中。第二,物理法。這種方式是將有機廢氣通過冷卻、吸附等方式變為液體,進而減輕空氣污染。以下就化學法以及物理法兩種有機廢氣凈化方式展開分析:

(一)化學法

對于有機廢氣的凈化,應用最廣泛的是燃燒凈化的方式,以是否含催化劑為區分標準,又可以將燃燒凈化方式分為普通燃燒和催化劑參與的燃燒。普通燃燒是直接燃燒有機廢氣的方式,主要利用了有機物可燃的性能,在氧氣參與下將有機物轉換成二氧化碳。這種方式在通常狀況下能夠去除絕大部分的有機廢氣;有催化劑參與的燃燒與普通燃燒相比,主要區別在于,催化劑的添加可以使得在燃燒后期有機物濃度較低狀態下也可以實現高效率的燃燒,這種方式無論在凈化效率還是凈化程度,都比普通燃燒效果好。化學法針對高濃度的有機廢氣的有較好的處理效果,但是,一旦有機廢氣中摻雜著Cl、S等化學元素,燃燒產生的二氧化硫和氯化物也會污染環境,進而產生二次污染。

光催化氧化(光化學法)是一種新興的有機廢氣的凈化方法。在催化劑的參與下,紫外光等能快速有效去除揮發性有機物、無機物等主要有害物質,分解不產生二次污染,可根據收集廢氣量、風速及廢氣濃度的大小,靈活配置紫外凈化模塊的個數,且運行穩定,維護管理簡單、安全,占地面積小,對于低濃度有機廢氣也可以實現高效率凈化,近年來在印刷行業有機廢氣治理中越來越多的得到實際應用。

(二)物理法

物理方法進行有機廢氣的凈化主要利用活性炭等介質將有機廢氣留在吸附物質表面或者被吸附物質深層次吸收。受到吸附物質吸附能力的限制,物理作用主要適用于有機廢氣濃度不高的情況。物理吸收方法一般與其他方式并用,如光催化氧化等,經過多重處理將有機廢氣進行高效率凈化。單純從物理吸附層面考量,不同材質的吸附介質對于有機物的吸附效果不同,同一吸附介質對于不同的有機物吸附效果也不同。有機廢氣一般成分復雜,為了進行有效吸附,必須保證吸附介質的種類和數量。此外,一旦有機廢氣中存在雜質如顆粒物,顆粒物附著到吸附介質表面會影響吸附效果。在印刷廢氣的處理領域,使用最廣泛的物理吸附凈化方式是活性炭,這種固體組織可以避免因為有機廢氣和吸附介質的反應,導致廢氣的二次污染。在實踐領域,活性炭對于有機廢氣的吸附效果較強,能夠吸附的有機物種類豐富,且活性炭成本低,通常用于廢氣量較大、污染物濃度較低的有機廢氣治理。需要注意的是,物理吸附法使用的吸附介質如活性炭等,必須要定期更換才能達到較好的吸附凈化效果。

冷卻法回收有機物是利用不同物質的沸點不同的原理進行。印刷業產生的有機廢氣經過不同溫度的冷卻處理,在溫度降低過程中將有機物析出,從而減少排放到空氣中廢氣的有機物含量。這種凈化方式對設備具有較高的要求,尤其是要達到溫度平穩的下降。在實踐過程中,冷卻法不僅利用降低溫度將有機物析出,也會采取加壓等方式讓有機物盡快液化。

吸附法和冷卻法是印刷行業有機廢氣的主要凈化方式,在凈化過程中都能實現對有機物的再次利用,符合可持續發展理念。但是,每種凈化方式本身適用范圍是有局限性的,工作環境要求各不相同,最典型的區別在于吸附法在低濃度有機廢氣中作用效果要高于高濃度廢氣凈化,冷卻法則與之相反。為了實現對有機廢氣的高效率凈化,必須要采取綜合處理的方式,彼此之間取長補短。

除了常用的化學法和物理法,生物法也還是近年來新興的有機廢氣處理方式之一。生物法,顧名思義便是利用微生物的生理狀態進行有機廢氣的分解,這種方法的使用條件是有機廢氣的濃度不能太高,否則會抑制微生物的生長。生物法相較于燃燒法,其處理流程簡便,污染處理徹底。但是,生物法對于反應環境要求比燃燒法苛刻,含氧量、溫度、濕度、生物種類等都必須符合相關要求,所以,該方法并未在有機廢氣處理中進行大范圍推廣應用。

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二、印刷行業對有機廢氣的優化處理措施分析

印刷行業作為商品包裝的延展行業,其利潤較低,有機廢氣的處理往往需要付出巨大的經濟成本,這會壓縮企業的利潤空間。為了平衡經濟利益和環境保護的關系,因此,必須通過技術提升,有效降低有機廢氣的處理成本,使得印刷行業實現優化發展。

(一)優化吸附工藝

在有機廢氣的凈化處理過程中,首要工序將有機廢氣導入充滿活性炭的裝置中,使得有機廢氣充分與活性炭接觸,這個過程能完成廢氣中90%以上的有機物處理。活性炭的物理性質決定了它穩定性強、吸附性強、成本低、使用壽命長等優勢,但是不同形狀的活性炭,其有機物的吸附能力也不同。在印刷企業的實踐操作中,可以采取顆粒狀、蜂窩狀和纖維狀的活性炭。顆粒狀的活性炭具有較大的阻力,其脫附會耗費較長的時間。纖維狀的活性炭有較大的吸附效率,脫附時間較短,但是其使用成本明顯較高,吸附和脫附過程中對所使用的設備具有較高的專業要求。與這兩種形狀的活性炭相比,蜂窩狀的活性炭因其較大的吸附量以及較長的使用壽命,對于濃度不高或夾雜煙塵的有機廢氣處理具有無可取代的吸附優勢。所以,在印刷行業實際生產過程中較多的采用蜂窩狀的活性炭進行有機物的吸附凈化處理。

(二)優化脫附工藝

脫附是伴隨吸附產生的。吸附本身屬于物理過程,將吸附物質進行脫附再生處理,能夠提高吸附介質的再利用能力,從而減輕企業的處理成本。當今印刷行業對于有機廢氣處理方式多以吸附——飽和——更換方式為主,對于達到飽和的吸附介質一般采取更換新的吸附介質的形式。吸附介質的更換一定程度上增加了企業的廢氣處理成本。因此,優化脫附工藝對于降低企業廢氣處理成本具有舉足輕重的意義。為了提高活性炭的利用率,可以通過熱風再生技術,實現活性炭的脫附再生與二次利用。熱風再生技術主要是將熱風導入活性炭內,通過溫度升高,讓有機物質從活性炭表面吹脫并高溫燃燒分解,同時放出大量的熱量。這部分高溫氣體通過換熱器,與進來的冷風換熱,回收部分熱量,使脫附氣體溫度穩定在一個合適的范圍內。

(三)優化回收技術

印刷領域產生的有機廢氣會對環境造成的污染,但是這些廢氣如果經過有效回收利用,也可以產生較好的經濟效益。為了實現可循環發展和綠色發展,加強有機廢氣的二次回收利用是當下環保研究的熱點問題。通過吸附和冷卻,大量的有機物被保存下來,利用不同有機物沸點不同的原理,將不同的有機物重新分離,實現有機物的提純,便于對其二次利用。為了實現對有機廢氣的高效利用,通過技術升級實現有機物提純處理是下一步要重點研究的方向。

(四)優化處理流程

有機廢氣的處理流程對于有機廢氣的處理效率以及處理成本,具有較大影響。為了實現印刷行業的低成本、高效率有機廢氣處理,必須要增強可再生環節的使用頻率,盡可能減少單一治理措施的使用。因此,在實際操作中,印刷行業可以通過物理法和化學法聯合的措施來提高處理效率。比如,低濃度有機廢氣先經過紫外光氧催化設備進行第一道處理,快速去除硫醇、硫醚類有機成分,同時實現惡臭氣體物質的脫臭凈化處理。初次凈化后的有機廢氣再經過活性炭進一步吸附其余有機成分,通過多個活性炭吸附床的交替工作,使有機廢氣與活性炭充分接觸并被吸附,從而達到較高的凈化處理效率。當吸附床飽和后,可啟用脫附風機對該吸附床進行脫附,有機物質在催化劑的作用下燃燒,被分解為二氧化碳和水,同時釋放的熱量經過換熱器后,一部分排空,一部分進入吸附床對活性炭進行脫附

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