1包装印刷业VOCs控制技术概述

目前，我国包装印刷行业现有的VOCs控制术大体可分为两大类:一类是消除法，即通过破坏性的化学或生物反应，将挥发性有机物转化为水和二氧化碳，主要包括燃烧法、生物法等，还包括一些新型的控制技术，如光催化法;另一类是回收法，即在一定温度、压力下，通过一定技术来分离回收挥发性有机物，主要包括吸附法、吸收法、冷凝法等。

1.1消除法

燃烧法是目前应用比较广泛的有机废气治理方法，主要包括直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧是将VOCs当作燃料，通过热反应，将其转变为水和二氧化碳，去除效率可达95%以上。催化燃烧法是在催化剂的作用下，使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳。燃烧法主要适用于成分复杂、高浓度的VOCs气体，具有效率高、处理彻底等优点。但若废气含有Cl、S、N等元素，采用燃烧法会产生HCl、SOx、NOx等有害气体，造成二次污染。

生物法是利用微生物的新陈代谢对VOCs进行生物降解的过程，主要适合于低浓度、大气量且宜生物降解的有机废气治理。生物法处理有机废气具有设备简单、运行费用低、操作简便、净化效率高、不产生二次污染物等优点。但生物法对有机废气的进气浓度和性质要求较高，同时对生物菌落和填料也提出了较高的要求，因此目前还未得到大量应用。

光催化是指利用光催化剂(如TiO2)氧化分解吸附在催化剂表面的VOCs物质。合适的光催化剂能够在常温下将VOCs完全氧化成无毒无害的物质，无二次污染，适合处理高浓度、气量大、稳定性强的有机废气。目前，光催化法在处理废水上已经得到了一些应用，但是由于其存在反应速度慢、光子效率低等的缺点，在VOCs治理方面实例却不多。

1.2回收法

吸附法主要是利用固体吸附剂(如硅胶、分子筛、活性炭等)把排放废气中的有害组分吸附留在固体表面里，从而达到净化作用。吸附法常见于处理低浓度高通量的VOCs废气，优点是去除率高，净化彻底，能耗低，工艺成熟。不仅如此，吸附法若与其他处理方法联用，既可防止环境污染，又能回收有用的物质，具有很好的环境和经济效益。缺点是处理设备庞大，流程复杂，当废气中含有胶粒物质或其他杂质时，吸附剂易失效。在现有的吸附剂中，活性炭性能*好，应用*广，去除效率通常可达95%以上。

吸收法主要是采用低挥发或不挥发液体为吸收剂，利用有机废气能与其互溶的特点，来吸收废气中的有害物质。该方法适用于浓度较高、温度较低和压力较大情况下气相污染物的处理，具有技术成熟，设计及操作经验丰富，适用性强的优点。但对于有机废气，由于其水溶性一般不好，应用不太普遍。另外，该法对吸收剂和吸收设备的要求通常较高，而且吸收剂需要定期更换，过程较复杂，费用较高。

冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一物理性质，采用降低系统温度或提高系统压力的方法，使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程，具有设备和操作条件简单，回收物质的纯度较高的优点。在生产过程中，冷凝法常常与压缩、吸附、吸收等过程组合应用，来回收有机废气中有用的组分，从而实现资源的重复利用，降低运行成本。

上述两类方法中，回收法能够在污染控制的同时实现资源的循环利用，是一种更具有开发潜力的技术方法。然而，任何一种VOCs回收处理技术本身都各有利弊，使用条件也有较大差异。例如，吸附法处理低浓度VOCs效果虽好，但是对于高浓度废气的处理却可能存在热效应高、吸附剂堵塞或二次污染等问题;而冷凝法则更适宜于处理高浓度VOCs，对于低浓度废气的处理效果较差、设备成本较高。因此，为*大程度地实现低成本、高效率的VOCs处理目的，需开发废气处理的集成工艺，将不同的VOCs回收处理技术通过一定的方法组合起来，使之优势互补、各尽其用，以实现低成本和高成效的双赢。

2.1废气状况及排放要求

该印刷厂有机废气排放现状及GB16297—1996《大气污染综合排放标

2工艺选择

该VOCs组合工艺可分为3个控制阶段，即“吸附-脱附-回收”3个过程。

2.2.1吸附工艺

对于VOCs的吸附过程，活性炭吸附工艺已经较为成熟，其净化效率通常可达90%以上。此外，活性炭的总使用寿命一般可达4年以上，且使用成本很低，具有很大的优势。活性炭的形式主要有颗粒活性炭、蜂窝活性炭、纤维活性炭3种。颗粒活性炭阻力大，能耗高，而且脱附时间长;纤维活性炭具有吸附容量大，吸附与脱附速度快的突出特点，但其价格十分昂贵，设备投资很高;而蜂窝活性炭具有比表面积大，微孔发达，吸附容量高，使用寿命长等优点，被广泛应用于低浓度有机废气(1000mg/m3以内)的吸附工程。另外，由于蜂窝活性炭具有孔隙率高，不易堵塞的优点，特别适合于含有少量烟尘的有机废气处理。因此，本文所述工艺的吸附阶段选用蜂窝结构的活性炭，通过具有大表面的蜂窝对有机废气的接触吸附而起到对VOCs的净化作用。

2.2.2脱附工艺

有机溶剂的再生(脱附)主要有蒸汽再生与热风再生两种。热风再生工艺是近几年来发展起来的一种新型的活性炭再生工艺，它是利用热风将活性炭所吸附的有机污染物从活性炭内脱附出来，形成高浓度的有机废气(一般浓度可以达到10g/m3左右)，再通过冷冻机组将高浓度有机废气中沸点较高的有机物冷凝下来。然后，冷凝后的废气经过换热器和蒸汽加热器加热到130℃后再次进入吸附器内循环利用。这样，即达到再生蜂窝活性炭的目的，同时又将有机溶剂进行了有效地回收利用，一举两得。

2.2.3回收工艺

有机溶剂的回收是将经热风脱附得到高浓度的有机废气通过某种工艺手段，使得有机物从空气中分离出来加以回收利用。根据印刷厂油墨废气中有机溶剂的物理性质，该印刷厂采用冷凝回收技术，即通过将脱附的气体冷却到低于有机物的露点温度，从而使有机物冷凝成液滴后从气体中分离出来。本组合工艺将冷凝系统置于吸附阶段之外，即用即开，有效发挥了冷凝法处理高浓度VOCs稳定、高效的优势，又避免了纯冷凝技术引起的成本及操作费高的问题。

2.3工艺流程及说明

本工艺的具体工艺流程如图1所示。为了进行连续操作，设计了两个峰窝活性炭吸附床，其中一个执行吸附功能时，另一个则进行脱附再生，两台吸附器通过切换阀门自动转换功能。其工作过程为:首先，集中有机废气送往其中一台活性炭吸附器1，在常温下进行吸附净化，废气中的有机污染物被活性炭吸附截留，洁净气体由吸附风机2排放到大气中去。当活性炭吸附器吸附饱和后，进入热风脱附再生阶段。同时，通过切换阀门将有机废气切换到另外一个活性炭吸附器内继续进行吸附。

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