发布时间 : 星期二 文章广东省印刷行业挥发性有机化合物废气治理技术指南更新完毕开始阅读49b234c76ad97f192279168884868762cbaebbc9
水等无毒害或低毒害的无机小分子化合物，主要治理技术有直接焚烧、蓄热式直接焚烧、催化燃烧、蓄热式催化燃烧、生物法、光催化氧化、等离子体破坏等。 3.2.1 吸附法
吸附法是利用吸附剂（如活性炭、活性炭纤维、分子筛等）对废气中各组分选择性吸附的特点，将气态污染物富集到吸附剂上后再进行后续处理的方法，适用于低浓度有机废气的净化。典型工艺流程如图2所示。
达标排放VOCs废气阻火器吸附塔风机 图2 吸附法处理VOCs废气工艺流程图
吸附法适用于处理各类印刷工艺的VOCs废气，但需要及时更换吸附剂，以保证治理设施的治理效率。设备初次投入成本较低，但运行费用较高，且产生危险固废。
吸附法通过原位再生手段，可与其他技术联用，如吸附-冷凝回收法，吸附-催化燃烧法等，提高治理效率，大大减少耗材成本和危险固废产生量。 3.2.2 吸附-冷凝回收法
吸附-冷凝回收法是利用吸附剂将废气中的有机物富集，饱和后用高温氮气、水蒸气、电加热等方法对吸附剂进行脱附再生，吸附剂再生后可循环利用，脱附出的有机物通过冷凝、油水分离等工艺分离回收，可实现资源的二次利用。
吸附-冷凝回收法具有治理效率高、吸附剂可循环利用、具有一定的经济效益以及适用面广等特点。其缺点是处理设备庞大，需要较高的设备投入，当处理体系中含有烟、粉尘、油等物质时，废气必须经过预处理；污染物种类复杂时，回收后的溶剂需要进一步处理才能使用。适用于VOCs废气组分单一，有回收价值的工艺废气。
目前常用的吸附剂再生技术有水蒸气再生、热气流（空气或惰性气体）再生及加热-降压再生。典型的水蒸气脱附再生-冷凝回收法工艺流程如图3所示。
吸附器废气收集系统达标排放预处理系统送风机吸附器蒸汽吸附器不凝气冷凝器凉水塔储液器溶剂分离器污水处理系统
图3 水蒸气再生-冷凝回收法处理VOCs废气工艺流程图
高温水蒸气直接与活性炭接触并加热炭层，吸附的VOCs在高温下被脱附随水蒸气一同排出，脱附后的气体经冷凝、油水分离等过程回收有机溶剂。此工艺的缺点是产生含有机物的废水，需进一步处理达标后排放。
若采用热气流为脱附介质可避免产生含有机物废水，但在高温条件下，炭层与富集后的脱附气存在引燃风险。
加热-降压再生法一般使用水蒸气间接加热炭层，避免炭层温度过高，可有效降低炭层引燃风险，并通过降压手段提高脱附效果，但设备初次投入成本较大。
吸附-冷凝回收法适用于VOCs浓度≥1000mg/m3的有机废气，适宜温度为0~45℃，单套装置适用气体流量范围为10000-150000 m3/h，可用于处理使用溶剂型胶粘剂的复合车间产生的VOCs废气。吸附-冷凝回收设施的安装与运行需满足《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2026-2013）。 3.2.3 热力氧化法
热力氧化法包括直接焚烧、蓄热式直接焚烧、催化燃烧和蓄热式催化燃烧。直接焚烧法燃烧时温度约为700℃，持续处理需要废气中VOCs浓度较高，印刷工艺一般难以满足该条件；蓄热式直接焚烧法是采用直接换热的方法将燃烧尾气中的热量蓄积在蓄热体中，高温蓄热体直接加热待处理废气，具有良好的节能效果；催化燃烧法是将废气通过催化剂床层，在催化剂作用下使有机废气燃烧达到去除废气中有害物质的方法，由于催化剂的存在，催化燃烧的起燃温度约为250～300℃，能耗远比直接焚烧法低，也较易实现；蓄热式催化燃烧法通常利用蜂窝状的陶瓷体作为蓄热体，将催化反应过程所产生的热能通过蓄热体储存并用以加热待处理废气，充分利用有机物燃烧所产生的热能。与常规催化燃烧法相比，蓄热式催化燃烧法可以大大降低设备能耗，主要应用于处理较低浓度（一般在500~3000mg/m3之间）的有机废气。
热力氧化法与吸附法结合，可用于处理大风量、低浓度的VOCs废气，典型的吸附-催化燃烧法工艺流程如图4所示。低浓度VOCs废气经吸附器吸附-脱附后变为高浓度VOCs废气，再经催化燃烧装置处理后达标排放，产生的热能可回收利用。
吸附器废气收集系统达标排放预处理系统吸附器排风机吸附器催化燃烧器脱附风机混合器补风机除尘器空气
图4 吸附-催化燃烧法处理VOCs废气工艺流程图
平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷企业的印刷工艺段均可使用吸附-催化燃烧法，适宜处理温度为0~45℃，VOCs浓度范围为100-2000mg/m3的有机废气，单套装置适用气体流量范围为10000-180000m3/h。该治理技术的安装与运行需满足《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2026-2013）和《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2027-2013）。 3.2.4 低温等离子体法
低温等离子体法是通过高压放电，获得低温等离子体，即产生大量高能电子、离子和自由基等活性粒子可与各种污染物如CO、HC、NOx、SOx、H2S、RSH等发生作用，转化为CO2、H2O、N2、S、SO2等无害或低害物质，从而使废气得到净化。
等离子体反应器几乎没有阻力，系统的动力消耗非常低；装置简单，反应器为模块式结构，易于搬迁和安装；不需要预热时间，可以即时开启与关闭；所占空间较小；抗颗粒物干扰能力强，对于油烟、油雾等无需进行过滤预处理。但要将不同的化学键打开，需要的能量不同，特别是对于混合气体的净化，
有些分子容易被破坏并被彻底氧化，而有些分子则不易被破坏或者只是降解而未被彻底氧化，可能产生二次污染。
低温等离子体工艺流程如图5所示。
高压电源达标排放VOCs废气阻火器低温等离子体风机 图5 低温等离子体法处理VOCs废气工艺流程
低温等离子体法适用于排放低浓度VOCs（<500mg/m3）的印刷企业，主要用于平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷企业印刷工序有机废气的处理，要求废气排放温度<80℃，单套装置适宜气体流量范围为1000-60000m3/h。企业可根据实际排风量和污染物浓度选择低温等离子体治理设备。一般情况下，根据VOCs浓度不同，每10000m3/h风量的废气，等离子体治理设施的功率为20～50KW。当废气VOCs或流量较大时，可通过多套设备串联（并联）处理，必要时可在低温等离子体设施前安装水喷淋等废气预处理设施。 3.2.5 冷凝法
冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的性质，降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸汽状态的污染物从废气中冷凝分离出来的方法。冷凝法适用于高浓度有机废气的净化，经过冷凝后尾气仍然含有一定浓度的有机物，需进行二次低浓度尾气治理。 3.2.6 吸收法
吸收法是利用相似相溶原理，采用低挥发或不挥发液体为吸收剂，使废气中的有害组分被吸收剂吸收，使VOCs从气相转移到液相中，从而达到净化废气的目的。
吸收法适用于处理高压、低温、高浓度的VOCs废气，设施运行费用低，但吸收剂需定期更换，产生的废水需处理达标后排放或作为危险废物处理。 3.2.7 膜分离法
膜分离法是利用天然或人工合成的膜材料分离污染物的过程。该法是一种新型的高效分离方法，适合处理高浓度的有机废气。其基本的工艺过程为：有机废气首先进入压缩机压缩后冷凝，回收冷凝的有机物。不凝气进入膜分离单元分离为两股气体，低浓度气体直接排放，高浓度气体返回压缩机重新进行处理。
3.2.8 生物法
生物法指利用附着在反应器内填料上的微生物将废气中的污染物转化为简单的无机物（CO2、H2O－
和SO42等）和微生物细胞质的方法。该方法具有处理成本低、无二次污染的特点，在国内外得到了迅速发展，尤其适合于低浓度、大气量且宜生物降解的气体。 3.2.9 光催化氧化法
光催化氧化法主要是利用人工紫外线灯管产生的真空紫外光来活化光催化材料，氧化吸附在催化剂表面的VOCs。真空紫外光（波长<200nm，VUV）光子能量高，光催化材料在紫外光的照射下产生电子和空穴，激发出“电子-空穴”（一种高能粒子）对，进而生成极强氧化能力的羟基自由基(?OH)活性物质，羟基自由基(?OH)是光催化反应的主要活性物质之一，羟基自由基的反应能高于有机物中的各类化学键能，如：C-C、C-H、C-N、C-O、H-O、N-H等，因而能迅速有效地分解挥发性有机物，再加上其它活性氧物质(?O，H2O2)的协同作用，其净化恶臭气体的效果更为迅速。光催化氧化与电化学、O3、超声和微波等技术耦合可以显著提高对有机物的净化能力。目前光催化氧化法存在反应速率慢、光子效率低、催化剂失活和难以固定等缺点，在工业VOCs的净化中还未大规模应用。
3.3 印刷行业VOCs治理技术推荐
综合分析各项技术的优缺点和使用范围，结合广东省印刷行业VOCs排放特征，企业可采取的VOCs治理技术如表3所示。
表3 印刷行业VOCs治理技术推荐
治理技术 吸附法 蓄热式直接焚烧法 吸附-冷凝回收法 吸附-催化燃烧法 低温等离子体法 光催化氧化法 单套装置适用气体流量范围 （m3/h） 1000-60000 ＜40000 适用VOCs浓度范围 （mg/m3） <200 1000~1/4LEL 适宜废气温度范围 （℃） 0-45 ＜700 适用生产工艺 各类印刷工艺 各类印刷工艺和使用溶剂型胶粘剂的复合工艺 使用溶剂型胶粘剂的复合工艺 各类印刷工艺和使用溶剂型胶粘剂的复合工艺 各类印刷工艺 各类印刷工艺 10000-150000 10000-180000 1000-60000 1000-80000 1000-66250 100-2000 <500 ＜1000 0-45 0-45 <80 ＜90 备注：LEL——VOCs组分的爆炸极限下限 根据印刷行业工艺特点及VOCs排放特征不同设定了六种典型工况，如表4所示，在此条件下对上述治理技术进行环境效益和经济成本分析。
表4 评价工况设定
使用热固型油墨的平板印刷 10000 100 异丙醇含量接VOCs成分分析 近60%，其余主要成分为醇、烷烃类 年运行时间（h） 5000 5000 乙醇、异丙醇等 使用醇溶性油墨的柔版印刷 10000 100 凹版印刷 水基油墨 10000 100 成分复杂，包括丁酮、甲基异丁基酮、甲苯、异丙醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯 5000 5000 5000 5000 乙醇、乙酸乙酯 芳烃、异佛尔酮、醚类 主要为乙酸乙酯 溶剂型油墨 10000 100 10000 100 40000 2000 工艺类型 废气风量（m3/h） 废气中VOCs浓度（mg/m3） 丝网印刷 覆膜 印刷工艺和复合工艺由于产生的废气量、废气浓度和组成差别较大，对治理技术的要求不同，因此
将按不同工艺对治理技术的环境效益和经济成本分开评价。
印刷工艺采用的吸附法以颗粒活性炭作为吸附剂为例，低温等离子体法以电晕放电技术为例，结果如表5所示。