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摘要:介绍了一套完整的VOCs废气处理工艺,包括吸附脱附系统、精馏系统、膜分离提纯系统、废水处理系统。通过实践数据分析,说明了该工艺在软包装干法复合系统的应用具有良好的环境效益和经济效益。
随着我国整体经济的快速发展,产品的包装印刷需求也日益增长。据国家新闻出版总署的统计资料显示,2009年全国的包装印刷企业有43384家。据不完全统计,全国包装印刷业每年使用的有机溶剂量则超过40万吨,其消耗主要发生在印刷工艺和干法复合工艺,这些有机溶剂最后在烘道的干燥过程中几乎全部挥发并排放到大气中,不但造成资源极大浪费,而且对大气环境产生严重污染。
针对包装印刷行业VOCs排放和治理的特点,中国电器科学研究院本课题组毛海荣高级工程师等人经长期探索和研究心,开发了一套VOCs废气处理集成工艺,应用于软包装印刷干法复合过程中,在复合尾气得到达标处理排放的同时,实现了挥发性有机溶剂的高效回收。
1工艺介绍
此工艺共由4个系统组成,即吸附脱附系统、精馏系统、膜分离提纯系统、废水处理系统。尾气进人吸附脱附系统进行吸附后排放,吸附脱附系统脱附解析产生的油相进入膜分离系统脱水后以成品油输出回用,而吸附脱附系统脱附解析产生的水相进人精馏系统,精馏系统精馏产生的油相进人吸附脱附系统的静置分离,精馏系统产生的废水则进入废水处理系统生化处理达标后排放。具体关系流程见图1。
1.1吸附脱附系统
吸附脱附系统的功能是利用吸附材料实现VOCs气体的吸附富集,再利用高温蒸汽实现富集溶剂的脱附解析,得到液态的溶剂。
系统运行时分为吸附和脱附两个流程,采用多个吸附床吸附同时一个吸附床脱附的工作方式。吸附时,含VOCs的尾气先经前处理床预处理,然后经过表冷器降温后,进入吸附床,在吸附床内挥发性有机气体被吸附材料吸附,被净化的气体排放到大气。当吸附床内吸附材料吸附接近饱和时,该吸附床进入脱附流程。脱附时,向吸附床通人高温蒸汽,被吸附的有机溶剂在高温蒸汽的作用下从吸附材料中脱附出来。脱附后的有机气体经过两级冷凝器由气态冷凝为液态。由于有机溶剂在水中的溶解度较低,冷凝下来的液体经过分离槽静止后,分成油相层和水相层。油相层含水率约为3%,水相层含酯率约为8%。具体流程见图2。
2.2精馏系统
精馏系统的功能是利用有机溶剂和水的沸点的差异,将水相中的有机溶剂提取出来。
在精馏过程中,水相先与塔釜排液换热,预热后进人精馏塔,精馏塔通过高温蒸汽加热,高沸点的水落入塔釜的过程中不断得到提纯,水中的乙酸乙酯越来越少,通过排料泵排到废水处理系统。低沸点的有机溶剂往塔顶去的过程中不断地富集变纯,然后进入冷凝器冷凝,冷凝液经过静止分离后又变成油相和水相。在精馏过程中,采用负压精馏工艺。使用真空泵将系统抽成真空,形成负压,负压精馏能提升有机溶剂的传质动力,减少塔釜排出废水中有机溶剂的含量,降低后续废水处理的负荷;同时能降低有机溶剂沸点,提高成品品质日一。具体流程图见图3。
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