基于噴淋吸收工藝的膠印廢氣處理方案

黃杭昌+李響+黃文星

當前，踐行綠色印刷已成為印刷企業(yè)的共識，對VOCs進行綜合治理，保證生產(chǎn)過程中廢氣達標排放，更是企業(yè)必須要做到的重要工作。近段時間，我公司正在進行印包廠房擴建項目。根據(jù)職業(yè)健康安全管理體系中環(huán)保設(shè)施建設(shè)“三同時”的要求，我們在新廠房設(shè)計建設(shè)階段就特別考慮到了廠房廢氣的科學(xué)環(huán)保處理，進行了較為嚴密的調(diào)研，并提出了有針對性的解決方案，在這里與印刷同行做一些探討交流。

廠房外排空氣的分類

我公司的主營業(yè)務(wù)是煙包印刷，以膠印工藝為主，主要設(shè)備有德國曼羅蘭多色膠印機，以及單色凹印機、柔印機、網(wǎng)印機、模切燙金機等。這些設(shè)備中，只有模切燙金機在生產(chǎn)過程中沒有廢氣排放。除了考慮設(shè)備的排氣以外，我們還考慮到其他生產(chǎn)場所的外排氣點，如印刷機組墨斗處的防飛墨裝置、風泵柜扇熱風扇排風，制版間內(nèi)的絲網(wǎng)版沖洗外排風，成品暫存間除濕除味的排風等。

這些部位排放的氣體并不是所有都需要處理。有的只是設(shè)備散發(fā)的熱氣，有的廢氣濃度還沒有達到需要處理的程度，如果將不需要處理的氣體全都納入廢氣處理，必然造成處理量無謂地加大，增加不必要的投資。

因此，要想判斷哪些排氣需要處理，氣體的檢測數(shù)據(jù)是決定因素。我們分析統(tǒng)計了車間不同場所及各種設(shè)備的排氣情況，結(jié)果如表1，并通過具有檢測資質(zhì)的第三方單位對氣體成分進行了檢測，結(jié)果如表2。

根據(jù)當?shù)丨h(huán)保部門對本項目環(huán)境影響報告表的批復(fù)，要求廢氣中的非甲烷總烴濃度<50mg/m3，其余的污染物排放濃度需達到DB35/323-2011《廈門市大氣污染物排放標準》中的二級標準。根據(jù)表2所示的檢測報告，我公司彩印車間的廢氣非甲烷總烴指標超出標準，必須進行處理。而網(wǎng)印車間的廢氣指標在標準之下，可以不進行處理。其他場所的外排氣體，經(jīng)過檢測均合格，可以不進行處理。

必須說明的是，每家印刷企業(yè)的印刷工藝不盡相同，使用的油墨、紙張、輔助材料、質(zhì)量控制手段以及廠房環(huán)境均有所差別，所以該檢測結(jié)果只是本單位廢氣數(shù)據(jù)，并不代表每一家企業(yè)的實際情況。

外排空氣的歸集

我公司將相同類別的外排空氣進行歸集，納入同類管道集中排出。按照建設(shè)主管部門對建筑外立面的規(guī)劃和美觀要求，外排空氣管道不能在外墻明裝。我公司在廠房設(shè)計時，綜合考慮了采光、通風、景觀等要素，設(shè)計了廠房中庭。在靠近中庭的廠房內(nèi)部的四角，共設(shè)計了從下到上貫通所有樓層的11個排氣井道，分隔為廢氣井道、熱風井道、排煙井道。對于需要處理的廢氣，使用鍍鋅鋼板制作的廢氣管道從機臺敷設(shè)到廢氣井道中（井道截面為2.8m×2.2m），再上升到屋頂，接入廢氣處理設(shè)備。不需要處理的外排熱氣，通過管道進入單獨的熱風井道（井道截面為2.2m×2.2m），再上升到屋頂，直接排放，如圖1所示。

處理工藝的選擇

在選擇處理工藝前，我們對目前的廢氣處理工藝進行了分析對比，情況如表3。

根據(jù)我公司廢氣的檢測數(shù)據(jù)，非甲烷總烴濃度最高在80mg/m3左右，苯系污染物低于排放標準，屬于濃度低、風量不大的廢氣類別，結(jié)合消除異味的需要和成本合理的考慮，我公司選擇了“噴淋塔洗滌+植物液”的處理工藝。

廢氣處理裝置的結(jié)構(gòu)和原理

廢氣處理裝置主要由噴淋吸收塔塔體、填料、噴淋裝置、除霧裝置、噴淋液循環(huán)泵、風機、排氣煙筒組成。

1.噴淋吸收塔塔體

噴淋吸收塔塔體為立方體，尺寸約3000mm×2000mm×8000mm，主體材質(zhì)采用厚度為5mm的S304不銹鋼，考慮到設(shè)備塔體要承受自身及溶液重量，必須具有較高的抗拉、抗壓強度，而且由于長期在室外運行，需要具備良好的抗老化、耐腐蝕性能，還得考慮在本地區(qū)屋面安裝，必須具有抵抗強臺風襲擊的強度。

2.填料

填料布置于吸收塔噴淋區(qū)，廢氣通過塔體，被均勻分布到整個吸收塔截面。填料主要作為布風裝置，廢氣與洗滌液在托盤液膜區(qū)域充分接觸。塔內(nèi)設(shè)置兩層填料，設(shè)計氣體流速≤1.5m/s，以保證氣液混合洗滌吸收效果。

3.噴淋裝置

吸收塔內(nèi)部噴淋系統(tǒng)是由循環(huán)泵、分配立管、支管、噴嘴組成，配備兩臺循環(huán)泵，一用一備，噴淋層上安裝空心螺旋錐噴嘴。漿池中的噴淋液由漿液循環(huán)泵通過噴淋管送到噴嘴，霧化形成非常細小的液滴噴入吸收塔內(nèi)，增大與氣體的接觸交換面積，噴淋密度≥15m3/m2。

4.除霧裝置

除霧裝置用于分離廢氣攜帶的液滴，布置于吸收塔最后一個噴淋組件后部，選用不銹鋼絲網(wǎng)填料。

5.主風機

主風機引風量為50000m3/h，風壓為1500Pa，電機功率為37kW，配備變頻器，使得風速可調(diào)。

6.排氣煙筒

使用碳鋼材料，直徑1000mm，高度8m。

VOCs排放量和去除效率

未經(jīng)治理的VOCs排放量為 80mg/m3左右，治理后的VOCs排放量<50mg/m3，污染物控制設(shè)施總?cè)コ?gt;37.5%。污染物控制設(shè)施VOCs總?cè)コ蕿椋?/p>

P=（∑C前×Q前-∑C后×Q后）/（∑C前×Q前）×100%=（80×50000-50×50000）÷（80×50000）×100%=37.5%

其中，P為污染物控制設(shè)施總?cè)コ?；C前為進入污染物控制設(shè)施前的污染物濃度，單位為mg/m3；Q前為進入污染物控制設(shè)施前的排氣流量，單位為Nm3/h；C后為經(jīng)最終處理后排放入環(huán)境空氣的污染物濃度，單位為mg/m3；Q后為經(jīng)最終處理后排放入環(huán)境空氣的排氣流量，單位為Nm3/h。

廢氣處理年預(yù)算費用

我公司對廢氣處理的年預(yù)算費用進行了測算，主要有以下兩方面。

（1）電費：按照廢氣處理設(shè)備實際運行功率40kW，每天運行20小時，年生產(chǎn)天數(shù)250天，電費0.8元/kWh計算，年用電費用為40×20×250×0.8=16（萬元）。

（2）植物液消耗費用：按照濃縮植物液每月使用50kg，單價80元/kg，每月更換1次，每年更換10次計算，植物液年消耗費用為50×80×10=4（萬元）。

綜合電費、植物液消耗以及零星的維修費用，我公司的廢氣處理裝置的年運行費用約20萬元。

保護環(huán)境是企業(yè)應(yīng)盡的社會責任，作為印刷企業(yè)，務(wù)必做好生產(chǎn)廢氣達標排放工作。只有選擇好適合本企業(yè)實際工藝的技術(shù)方案，才能以合理的成本取得切實的處理效果。本案例從源頭分析、工程技術(shù)方案的選擇、設(shè)備選型、運行維護成本方面對膠印工藝廢氣處理進行了全面分析，愿起到拋磚引玉的作用。