处理低浓度有机废气的技术介绍

1、关于低浓度、大风量VOCs处理技术方案的分析比较印刷包装车间的VOCs主要来源于油墨、胶水现场配制存放时溶剂挥发产生的废气和油墨槽、胶水槽及产品进入烘箱前溶剂挥发产生的废气，特点是风量较大，浓度偏低，多种溶剂混合，回收经济价值略低。目前VOCs治理市场上有数百家企业采用活性炭纤维吸附+蒸气脱附+精馏，活性炭纤维吸附+氮气脱附+膜分离等技术工艺组合模式为各种VOCs排放企业提供技术服务。活性炭纤维吸附是一种成熟技术，各种方案相同投入的情况下吸附环节经济技术指标不会有显著差距，在此不作对比。首先对三种脱附冷凝方式分析对比。常见的脱附冷凝方式则包括蒸汽脱附、氮气脱附和空气脱附三种模式，分析对比如下：对比技术水蒸气脱附氮气脱附干空气脱附能源消耗高高低环保性能有二次污染间歇超标稳定达标溶剂回收率70%80%90%分离提纯外加、高能耗外加、高能耗内置、低能耗溶剂品质水解严重几乎不水解微量水解脱附性能高沸点溶剂脱不净脱附效果较差脱附彻底，可定期活化设备腐蚀严重不严重不严重系统投入低（公用要求高）中高运行维护成本高高低蒸气脱附：用水蒸气加热吸附床，将溶剂气化后随水蒸汽排出，经冷却水冷凝后得到溶剂含量约

2、为20%的混合溶液。脱附后需要用干空气吹干含水量很高的吸附床，再用冷空气冷却吸附床。蒸汽脱附的优点是工艺成熟；低沸点的乙酸乙酯脱附彻底；可常温冷凝，不需要制冷设备，一次性投入小。缺点是脱附过程中乙酸乙酯水解严重，大量产生乙酸，高温下设备腐蚀严重；系统要有一定承压能力，管道复杂，安装需压力管道资质；由于接近常压下水蒸气温度不超过110，高沸点的甲苯脱附不彻底，将导致吸附床活性下降，排放浓度升高；多一个干燥过程，脱附时间长；很多企业不具备供应蒸汽条件，导致实施范围受限；脱附产物含水量过高，导致分离成本高，二次污染严重。氮气脱附：先用常温氮气吹扫系统，待系统中氧含量低于5%后再加热氮气脱附。脱附溶剂随热氮气排出，经冷却水、冷冻水两级冷凝后得到溶剂含量约为66%的混合溶液。脱附后需要用冷空气冷却吸附床。氮气脱附的优点是脱附温度可以较高，高低沸点的溶剂均可脱附，脱附过程溶剂水解最少，设备腐蚀问题不明显。缺点是系统复杂，占地面积大，需配置制氮机、冷水机，一次性投入最大；系统气密性要求高，氮气消耗量大，运行成本最高；循环脱附氮气中有机溶剂浓度过高，导致脱附不彻底，吸附剂利用率低，排放浓度不达标；需要

3、检测控制氧含量，可靠性较差，脱附过程中需持续排出含有高浓度有机溶剂的氮气进行二次吸附，导致吸附剂利用率进一步降低。空气脱附：先蓄热预热吸附床，同时大量脱附低沸点溶剂，再逐步升温脱附高沸点溶剂，脱附溶剂随热空气排出，经换热冷凝除掉大部分水后进入深冷分离，脱水分离后直接得到高纯度溶剂。深冷分离后的空气溶剂含量较低，经换热升温后循环脱附。脱附完成后将吸附床热量回收至蓄热器，同时冷却吸附床。空气脱附的优点是系统简单可靠，限制条件少，脱附温度可以按需调整，高低沸点的溶剂均可彻底脱附，脱附过程溶剂水解较少，设备腐蚀问题不明显，综合运行费用最低，无二次污染。缺点是需配置冷冻机，换热性能要求高，一次性投入较大，运行电功耗较高。然后对三种分离提纯方式分析对比：精馏：广泛应用的成熟工艺，比较适用于大规模生产，绝大多数企业溶剂回收很难达到精馏工艺的经济规模；单塔无法完成共沸物分离，如要分离水和乙酸乙酯，需要三塔才能完成；设备占地面积大，运行能耗高，安全监管要求严，工程项目一次性投入大，自动化程度低，需专职人员操作看守。膜分离：能比较彻底脱水，运行费用约为精馏的60%，但不能分离高低沸点溶剂，膜损耗较快，换膜

4、费用很高。设备复杂，涉压力容器，可靠性差，占地面积大，一次性投入高，所以工业运用较少。深冷分离：利用深冷冷凝形成的降膜进行气提分离，分离装置内置于我司产品之中，成为行业中唯一具有完整回收分离功效的末端设备，增加设备投入较低，几乎不额外消耗能源，能突破共沸限制分离出水和高沸点溶剂，获得高纯度的低沸点有机溶剂，可直接循环用于生产。设备投入小，能耗极低，全自动运行。我们是将常规的活性炭纤维吸附+空气脱附+深冷回收分离工艺进行组合,其特点是操作简单、效率高,适用于低浓度、大风量的VOCs。在环保性能、溶剂回收率、回收溶剂纯度、一次性投入、综合运行费用、安全性、可靠性等主要经济技术指标方面均具有显著优势，唯一的缺点是电功率需求较大，可能会需要用户申请用电增容，但相对于其他方案的限制条件，用电增容是比较容易解决的问题。我司自主研发的“ACR有机废气回收治理系统”由前级处理装置、ACF（活性碳纤维）吸附装置、脱附回收装置、回收溶剂槽构成，前级处理通常包含降温、除尘模块，提升ACF的吸附能力，降低废气中尘埃沉积在ACF中的速度，延长ACF的使用寿命。ACF吸附装置包含吸附器、切换阀门和连接管道。脱附回

5、收装置包含脱附控温器、回收分离器、冷冻机组。1.对于印包车间24小时连续作业、低浓度废气连续产生的常规情况，“ACR有机废气回收治理系统”采用双活性炭纤维吸附塔交替运作：车间排放废气经前级处理降温、除尘后，经阀门通过其中一个吸附器，废气中VOCs被ACF的微孔吸附，经吸附处理后的废气达到排放标准后排放。经吸附处理后的废气达到排放标准后排放，排放出来的较低温、干净的气体与客户设备排出的高温废气通过高效换热器得到较高温的气体重新回到烘箱，热能得以回收。另一吸附器经阀门连接到脱附回收装置，脱附回收装置产生的高温热空气使ACF微孔中的VOCs脱附出来，随空气循环送回脱附回收装置，经多级降温后进入回收系统，在-30的低温下被冷凝成液体得以回收。经冷凝回收后的空气再经多级升温后循环进入吸附器进行脱附。脱附结束后，脱附回收装置送出冷空气对吸附器进行降温，降温完成后通过阀门切换到吸附状态，同时另一吸附器也被切换进入脱附状态，如此循环往复连续工作，实现有机溶剂回收及废气达标排放。（系统流程见图1）2.对于车间非连续作业、低浓度废气间歇产生的情况，“ACR有机废气回收治理系统”可以采取单个活性炭纤维吸附塔

6、在生产期间吸附、生产间歇期脱附的运作模式，可以降低设备一次性投入以及日常运行成本。（系统流程见图2）图1图2我司“ACR有机废气回收治理系统”对比其他技术工艺组合的优势可以从以下几方面来看：1.安全：1）废气处理过程为物理过程，接触的全部都是金属部件；2）废气处理过程都是在常温-低温、常压状态下自动运行；3）废气处理过程中没有产生火源的几率，设备内部结构也具备阻火功能；4）在目前各种有机废气治理技术中最安全。2.环保：1）废气中的VOCS冷凝后变成液态溶剂予以回收，回收处理效果直观清晰；2）无废水的二次污染；3）废气处理后的排放指标达到国家环保排放标准要求。3.增效：1）闭式循环回收处理后将恒温恒湿洁净的气体返送到生产设备，减小外部环境对于生产工艺的影响、对于产品表面干燥效果有很大的帮助，提升产品质量；在保证相应质量水平的情况下可以加快车速、从而提高生产效率。2）回收到的高纯度有机溶剂可达到生产所需品质直接循环利用到生产，降低生产成本，获得较好的投资回报率。3）利用热泵技术提取废气中热能加热返送洁净热空气，帮助用户降低生产能耗，通过节能效果抵消环保设备所消耗的运行费用。4）最大限度地兼

7、顾环境效益、经济效益和社会效益，使企业对环保的投入具有经济效益的回报，有助于增强企业的相对竞争力。另外，在12月1314日召开的全国塑料彩印复合软包装行业第二次VOCs综合治理交流会上，有消息称为促进VOCs治污减排，VOCs排污收费将实施试点方案，初步确定的试点行业包括石油炼制、表面涂装和包装印刷3个行业，包装印刷行业将成为三大征收对象之一；初步确定的试点范围为全国范围内；初步确定的试点时间为2015年为期1年，在全国正式施行VOCs排污收费政策前，试点地区继续按试点内容与要求征收VOCs排污费。 征收标准：不低于现行废气污染排污费费率1.2元/污染当量，其中VOCs污染当量值取0.15千克，这样折合每公斤VOCs排污收费不低于8元。各地根据实际情况自行调整，也可采取阶梯式收费。据悉，北京拟制定的政策是每公斤VOCs排污收费20元，VOCs治理决心之大可见一斑。此外，还将制定VOCs减排激励政策，满足条件的企业可申请减量收费，具体条件尚未确定。需要特别指出的是，除了执行排污收费以外，VOCs超标排放属于违法行为，还要进行罚款处理。而使用我司“ACR有机废气回收治理系统”回收溶剂的综合成本约在2元/kg，即回收每一公斤溶剂的综合花费（运行费用+处理系统折旧费用）约2元，回收溶剂的价格依种类不同有所不同，取平均价格大约为6元/kg。比较而言，使用我司产品的净收益4元/kg，而缴纳为VOCs排污收费不低于8元/kg，两者相差达到12元/kg。我司产品的经济性优势更加明显。

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