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软包装行业废气回收处理的现状与思考
时间:2013-05-02   来源: 包装前沿   阅读:3961次

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    商品精美的包装让人艳羡不已,同时也会对环境产生巨大污染。除了包装本身外,主要是包装过程带来的大量有机废气。全国大大小小的几千家包装企业每天都带来令人触目惊心的溶剂排放量,一个小企业每天至少排放2t以上的有机溶剂,全国每天的排放量在几十万吨甚至上百万吨。它们主要是甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、异丙醇以及一些酮类。这些物质或多或少都有毒性,一方面是大量有机化合物白白流失,另一方面是对环境的巨大污染。因此必须采取一种有效的措施既回收再利用,同时也能保护环境。
    根据《国家环境保护“十一五”科技发展规划》确定的重点领域和优先主题,将挥发性有机废气污染物控制技术研发纳入其中,并促进发展循环经济,坚持按照“减量化、再利用、资源化”的原则,形成具有循环经济持续发展的产业体系。
    因此,有机废气吸附回收系统便应运而生,这项技术在国外已经比较成熟,而在国内还处于起步阶段,加上一些技术上原因,如回收效率低、活性炭纤维使用周期短等一些问题比较严重,本文在介绍这项技术的同时,将分析造成这些问题的原因,以期对这项技术的改进有所帮助。
     该项技术是利用活性炭纤维耐吸附、易脱附的物理特性做介质,采用水蒸气为脱附剂,将吸附在活性炭纤维中的有机溶剂脱附带入冷凝系统。经过冷凝,将有机溶剂和水蒸气的混合物被冷凝下来的液体流入分层槽,通过重力沉降分离,达到气体溶剂回收的目的。回收的溶剂可以送到化工厂作为原料进行再生,也可以直接进行精馏处理,得到可以直接 回用的溶剂成分。因解吸附、精馏产生的废水则可以经过污水处理系统,达到三级排放标准,进入城市污水处理系统,也可以处理达到一级进行直接排放。
    工作时常以三个吸附解吸附单元构成,同时带有活性炭纤维的干燥系统。三个单元依次称为吸附解吸附单元A、吸附解吸附单元B、吸附解吸附单元C。从印刷机、复合机出来的废气首先经过冷却,使废气的温度冷却到50℃左右,废气经过滤后由风机引入,再经入口挡板阀进入吸附解吸附单元A进行吸附,此时吸附解吸附单元B在用蒸气进行解吸附,吸附解吸附单元C则由干燥风机引入经过滤后的新鲜空气进行干燥。当吸附解吸附单元A达到一定时间后,引入蒸气进行解吸附,同时吸附解吸附单元C开始吸附,吸附解吸附单元B则引入经过滤后的新鲜空气进行干燥,当吸附解吸附单元C达到一定时间后,引入蒸气进行解吸附,吸附解吸附单元B进行吸附,吸附解吸附单元A引入经过滤后的新鲜空气进行干燥。如此进行反复循环。从吸附解吸附单元被吸附的有机物质经蒸气脱附后,一部分已经冷凝,一部分混合气进入冷凝器冷凝,冷凝后混合液体进入分层槽进行初步的重力分层,分离后有机物进入储槽以备回收。
    除了分层得到的一部分溶剂,还有一部分溶剂在水中有溶解性,如乙酸乙酯分离,则配置回收系统,使水相中约8%的乙酸乙酯分离回收,充分保证系统的回收率。而分层回收的油相甲苯、乙酸乙酯也需要进入精馏系统,进行脱水、萃取等处理,被分离精制成优级品甲苯和优等品乙酸乙酯等溶剂。
经回收后产生的废水经泵提升进入微多相电解和粒子群电解将高分子有机物等污染物分解为小分子有机物,初步沉淀分离后再进一步经过脉冲电解,降解 75%以上的 COD,然后加入絮凝剂强化二次沉降分离过程,再降解 10%以上的COD,最后由过滤泵将水送入活性炭过滤吸附塔处理。经处理的尾水COD浓度≤500mg/L,达到《污水综合排放标准》GB8978-96规定的三级排放标准。
    电解过程和絮凝产生的浮渣及沉淀物等污泥,干化后集中供筑路或制砖。考虑到废水处理过程中污泥产生量较少,建议填埋或焚烧。
虽然上述技术在国内已经开始发展,但存在的专门的研究机构几乎是空白,也没有一家公司能够从吸附解吸附、精制及精馏、废水处理形成一套完整的解决方案,大都是分段承包进行制作,这就在衔接上存在很大的问题,因为该项技术涉及流体力学、传热学、化工、机械、自动控制等方面的知识,所以就要进行系统的分工、综合分析与研究,协调解决各项问题。
    目前存在于该系统的主要问题首先是吸附解吸附段的风量与风压与印刷复合设备的风量风压的匹配问题,这项问题如果解决不好,一是降低吸附效率,同时也会造成印刷品残留溶剂严重超标。因此,吸附解吸附段的设计应与软包装设备厂家进行共同的方案设计。
    其次,现在印刷厂的短版生产已经越来越多,一些印刷厂每天甚至要更换7~8个印刷品种,每一个品种的风量、溶剂投放量都不一样,也就是废气中溶剂的浓度是不停地在变化,而吸附解吸附段的时间几乎是一成不变的,有的制造商即使是变化的,也是手动进行调节,而浓度不同的废气吸附时间变化很多,吸附时间根本就没有办法掌握,要么吸附很少就进行切换,要么已经吸附平衡仍然没有切换,前者造成设备的运行成本高,活性炭纤维寿命缩短、蒸气白白损耗;后者溶剂大量向大气排放,造成浪费也造成环境的污染,在精馏段的手动控制存在同样的问题。因此,采用电化学传感器进行系统的闭环控制,使控制系统做到真正的自动化和无人值守才能提高设备的使用效率和降低运行成本。
    第三,活性炭纤维的吸附并非百分之百,大约在95%~99%,经过一段时间的运行后吸附性能也会明显下降,排出的吸附后的气体温度也有40~50℃,国内现有技术对这一方面的问题根本就没有考虑。如果采用双出口,干燥活性炭纤维的空气和吸附后的尾气从吸附解吸附单元分别排出,那么,就可以将经过吸附后的尾气送到印刷设备的进气口,即实现了废气的零排放,也利用了尾气中的余热,真正做到了节能减排。
    令人可喜的是,作为软包装行业龙头地位的陕西北人印刷机械有限责任公司已经意识到了这一点。据有关消息称,目前该公司正在研究解决上述问题,这可能为尾气回收在软包装设备上的使用带来一场革命。
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