印刷车间VOCs废气处理系统方案优化

1.方案介绍

印刷车间在生产过程中会产生一定量的VOCs废气，具体是指在标准大气压101.3kPa下，沸点小于或等于250℃，且能对视觉感官产生刺激危害的有机化合物。

VOCs的危害性：VOCs + NOx + 阳光 （UV） = 臭氧（烟雾PM2.5）。

一般VOCs以气态存在，与不易挥发的混合物相比，有毒性的VOCs气体更加难以处理。VOCs会对人体健康产生不良影响，接触途径包括：接触或食用摄入含有VOCs的固态或液态物质、吸入VOCs气体等。VOCs达到一定浓度时，会引起头痛、恶心、呕吐或乏力等症状，严重时甚至引发抽搐、昏迷，伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果。

表4-9为某企业印刷车间无组织排放情况。尽管从数值上看，排放量并没有超过环保要求，但随着北京市对废气治理要求越来越严格的形势，应进一步减少排放量，为大气环境的优化做出贡献。

表4-9　企业无组织排放污染物情况统计表

2.技术可行性分析

印刷车间VOCs废气收集处理系统方案是通过对车间产生废气的位置进行污染气体捕集，通过排气管道进行集中收集，最终排入末端处理装置。待处理（富含有机气体）废气经过沸石转轮时，气流中的VOCs被疏水沸石（是一种通过将晶体中的铝更换为硅的化学过程处理后，具备疏水特性的蒙脱沸石）吸附，随后处理干净的空气通过转轮排放到大气中。通过沸石转轮的不停旋转，将吸附的VOCs气体转到脱附区域。在脱附区内，吸附在沸石转轮上的VOCs被一股加热的气流脱附，之后转轮转回处理区域。浓缩的VOCs会被传输到氧化燃烧系统，被分解成水蒸气及二氧化碳，同时VOCs燃烧生成的热量进行回收再处理，而减少处理装置所需燃料。

（1）废气收集系统

空气污染物在车间的扩散机理是污染物依附于气流运动面而扩散的。对生产过程散发到车间空气中的污染物，只要控制住室内二次气流的运动，就可以控制污染物扩散和飞扬，从而达到改善车间内外空气环境质量的目的。

印刷车间的局部污染源一般设置集气罩进行污染气体的捕集，施行局部排气通风方式，将污染气流捕集汇总起来，通过排风管道排入末端处理装置。

（2）末端处理装置(www.xing528.com)

根据车间产生的油墨、清洗水等扩散释放出的VOCs，选择转轮/带处理风机的热氧化燃烧系统/交通系统，能满足7×24小时连续运行，达到VOCs的集中处理，有效降低操作时间和难度。浓缩处理可以降低能量消耗，处理效率达到99%以上。附带处理风机/VFDS用于提高设备运行可靠性并控制压力。初级及次级管式热交换器提高了整个系统的燃料效率。如图4-9所示。

图4-9　沸石浓缩转轮系统（转轮+RTO）工作示意

3.环境可行性分析

为彻底减少对VOCs车间及外界的环境危害，在印刷车间全部生产线机台均安装集气设施，将设备所有局部污染源收集的VOCs集中至末端处理设施处理，并规定减少门窗的开启次数、减少VOCs的无组织排放，冬季时，将部分回风送回车间可以适当调节车间温度。图4-10为方案实施后实景。

图4-10　印刷车间配置印刷生产线加装VOCs废气收集处理系统实景

企业年VOCs产生量超过5000kg，废气处理设施气体收集效率按60%、设备的处理效率按95%计算，则年减少VOCs排放量为5159.48kg×60%×95%=2940.9kg。

4.经济可行性分析

该方案共计投资326万元，设备设施明细如表4-10所示。

表4-10　设备设施明细表

根据运营统计，VOCs收集治理设施年耗电量为117120kWh，折合标煤量为117120kWh ×0.1229tce/MWh×10-3=14.39tce，天然气年消耗59063 m3，折合标煤量为59063 m3×13.3tce/m3×10-4=78.55tce，综合能耗增加92.94tce。