Comment l'industrie nationale de l'emballage et de l'impression devrait-elle réduire les COV?
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La technologie domestique de traitement des gaz d'échappement utilisée dans l'industrie de l'impression et de l'emballage comprend principalement un procédé de décomposition par oxydation, un procédé par plasma, un procédé par adsorption, un procédé de récupération par condensation, etc., et les effets de ces procédés sur l'application sont très différents.
Actuellement, la méthode de traitement la plus efficace, la plus approfondie et la plus fiable dans le domaine de l'emballage et de l'impression est la décomposition thermique, c'est-à-dire la décomposition thermique des COV par combustion à haute température ou par un catalyseur à une certaine température. L'équipement de traitement correspondant comprend principalement des incinérateurs à régénération (RTO). Et l’incinération catalytique par régénération (RCO). Étant donné que le procédé utilise un régénérateur céramique très efficace, l'appareil présente un rendement thermique très élevé (jusqu'à 95%), de sorte qu'il peut être comparé à un fonctionnement économe en énergie. Aux États-Unis, au début de la gouvernance des COV, il y a 30 ans, le système était essayé par adsorption, plasma, etc., mais il a été remplacé par décomposition thermique. En raison de son efficacité thermique et de son efficacité de purification élevées, RTO peut traiter efficacement les gaz d'échappement dans des conditions de consommation d'énergie élevée, et présente une fiabilité élevée et une longue durée de vie (plus de 20 ans). Par conséquent, dans les pays étrangers, le RTO est actuellement l’équipement le plus courant utilisé dans l’industrie de l’emballage et de l’imprimerie pour traiter les gaz d’échappement. Cependant, dans certains cas où le volume de gaz d'échappement est important et la concentration basse, la technologie à canaux concentrés peut être appliquée.
1. Caractéristiques des gaz résiduaires dans l'industrie de l'impression et de l'emballage
Les sources de gaz d'échappement mentionnées ci-dessus peuvent être divisées en deux catégories: les gaz d'échappement organisés et les gaz d'échappement non organisés. Les émissions organisées proviennent principalement du processus d'impression, en particulier du processus de séchage, généralement avec des systèmes de collecte et des systèmes d'émission spéciaux; les émissions non organisées proviennent principalement de COV volatilisés au cours de divers processus, principalement en atelier.
Les émissions organisées présentent généralement les caractéristiques suivantes:
Le composant des gaz d'échappement est en plus, et la composition des gaz d'échappement est plus compliquée;
Les solvants couramment utilisés sont: l'éthanol, l'acétate d'éthyle, l'ester n-propylique, le n-propanol, l'isopropanol, etc., en plus des composants volatils contenus dans les encres, les vernis, les apprêts, etc.
La concentration des gaz d'échappement varie avec le produit ou le processus;
En raison de changements dans les produits imprimés, le type et la quantité d'encre à utiliser changeront également, ainsi que la quantité et la concentration de gaz d'échappement.
La concentration de gaz d'échappement est généralement d'environ 2-3g / m3 (importation);
La majeure partie de la basse est inférieure à 1 g, et la haute peut atteindre plus de 4 g; (la concentration de gaz d'échappement des équipements domestiques est généralement relativement faible et même supérieure à 0,5 g);
Les composants des gaz d'échappement ne contiennent généralement que des COV;
Il est relativement propre, exempt de poussière ou contient une petite quantité de poussière;
La température des gaz d'échappement n'est pas élevée, la plupart du temps entre 30 et 60 degrés;
La concentration de gaz d'échappement non organisés est généralement relativement faible et la quantité d'air à traiter est également importante en raison du grand espace disponible pour la distribution.
Les émissions organisées représentent une part importante des émissions d'échappement et les émissions organisées, si elles sont bien collectées et traitées, représentent 85% des émissions totales de COV (mais le responsable reconnaît généralement cet intervalle à environ 60%).
2. Détermination des paramètres de processus des gaz d'échappement
Avant de choisir une méthode de traitement, déterminez d’abord trois paramètres clés: volume des gaz d’échappement, concentration des gaz d’échappement et composition des gaz d’échappement.
Le volume d'air évacué peut être dérivé des paramètres de conception d'origine de l'équipement ou des paramètres du ventilateur d'extraction. La méthode la plus précise est la mesure sur site (s'il y a un instrument de test) ou une mesure tierce.
Après la concentration des gaz d'échappement, la concentration des gaz d'échappement peut être détectée, nous recommandons l'utilisation d'un équipement FID mobile pour détecter la concentration des gaz d'échappement. La méthode d’échantillonnage des points d’échantillonnage spécifiée par les normes nationales en vigueur n’est pas très précise et les résultats des tests sont sujets à de grands écarts, qui peuvent être plus faibles, de sorte que la méthode de traitement sélectionnée en fonction de ce résultat risque d’avoir des problèmes plus importants En traitement. Le problème de la conformité. Dans le même temps, afin d’assurer la fiabilité des données de concentration, nous vous recommandons également d’estimer la concentration des gaz d’échappement et les résultats ne doivent pas être considérablement déviés des résultats des tests. Dans certains cas, le plan de traitement peut être sélectionné et conçu sur la base des résultats de l'estimation. Voici une méthode d’estimation simple pour les concentrations de gaz d’échappement organisées:
La concentration de gaz d'échappement organisée peut être simplement estimée en divisant la quantité de solvant S (kg / h) consommée par unité d'heure par le volume de gaz d'échappement A (Nm3 / h). Voici un exemple à illustrer:
Une machine à imprimer 10 couleurs consomme 4,8 tonnes d'encre en 120 heures et ajoute 7,8 tonnes de solvant (éthanol, ester n-propylique, ester éthylique, etc.). Une certaine quantité d’encre est également utilisée dans le processus, car elle est essentiellement exempte de COV. Par conséquent, il n'est pas compté. La teneur en solides de l'encre est d'environ 45%, de sorte que la quantité de solvant consommée par unité de temps S:
S = (4,8 t × (145%) + 7,8 t) / 120h
= 0,087 t
= 87kg / h
La machine d’impression a un volume de gaz d’échappement A d’environ 30 000 Nm 3 / h. Compte tenu de la perte de volatilisation du solvant, on estime que le solvant est rejeté à 80% après son entrée dans l'équipement et que la concentration C des gaz d'échappement est la suivante:
C = 87 (kg / h) * 80% / 30000 (Nm3 / h)
= 2,32g / Nm3
Ce résultat est une moyenne estimée des concentrations et les résultats du test doivent être inférieurs aux mêmes. En général, nous avons besoin de connaître la concentration moyenne et la concentration maximale possible dans un état typique. La concentration maximale peut être estimée sur la base de la connaissance de la concentration moyenne, combinée aux conditions spécifiques du processus. Si un système de récupération de chaleur perdue est conçu, il est préférable de mesurer la concentration moyenne pour s'assurer que la valeur de calcul de la chaleur résiduelle ne s'écarte pas de la valeur réelle après l'achèvement du projet et éviter les erreurs d'investissement.
De plus, la composition des gaz d'échappement influe également sur le choix des méthodes de traitement des gaz résiduaires. Compte tenu des caractéristiques des composants des gaz d'échappement, les effets des différentes méthodes de traitement sur le traitement sont également différents. Par exemple, lorsque la composition des gaz d'échappement est relativement simple (1 à 2 solvants), lorsque la quantité est grande, il est possible de choisir un traitement de récupération de condensation, de combustion catalytique ou de combustion à accumulation de chaleur. De bons résultats sont atteints; Cependant, s'il y a plus de composants de gaz d'échappement, la combustion est préférable.
3. Choix de la méthode de traitement
La méthode recommandée dans le tableau ci-dessus est basée sur l’effet du traitement, qui permet au traitement des gaz d’échappement d’atteindre le rejet standard, et tient compte en second lieu des coûts de fonctionnement et des investissements de l’équipement. Bien sûr, en raison du caractère unique des gaz d'échappement du client et des exigences particulières du client, la méthode de sélection proprement dite et la méthode recommandée pour le formulaire peuvent être différentes.
4. Contrôle des coûts
Le contrôle des coûts est un facteur important que chaque entreprise doit prendre en compte lors du choix d’un équipement de traitement des gaz d’échappement!
La consommation d’énergie de RTO provient principalement de deux aspects. L'un est la consommation électrique du ventilateur, principalement du ventilateur principal et du ventilateur du brûleur. Le ventilateur principal est utilisé pour gérer le flux de gaz d'échappement, le ventilateur du brûleur est utilisé pour alimenter le brûleur et le second est la consommation de carburant. La combustion de carburant fournit de la chaleur au RTO et maintient la température de combustion réglée; Voici un exemple de calcul à illustrer:
Prenons l'exemple des gaz d'échappement de l'industrie de l'impression. Le volume de gaz d'échappement d'une machine d'impression est d'environ 20000 Nm3 / h, la température des gaz d'échappement est d'environ 40 ° C, la concentration est d'environ 1,7 g / Nm3 (34 kg / h), la valeur de la chaleur de combustion globale des gaz d'échappement est d'environ 6500 kcal. / kg et le volume d’air de conception RTO est de 22 000 Nm3 / h. Avec une petite marge, l'efficacité thermique de conception est de 95%.
Lorsque le RTO est en fonctionnement normal, la consommation électrique du ventilateur nécessaire pour générer 20 000 Nm3 / h de gaz d'échappement est d'environ 40 kW et 7 m3 / h de gaz naturel sont consommés à une concentration de 1,7 g / Nm3 de gaz d'échappement afin de maintenir la température de combustion. de l'équipement. Si la facture d'électricité est de 0,9 RMB / kwh et que le gaz naturel est calculé à 3,5 RMB / m3, le coût de fonctionnement par heure est d'environ 60 yuans, ce qui n'est pas élevé.
Si la concentration des gaz d'échappement est supérieure à 2,1 g / Nm3, le gaz naturel n'est pas nécessaire pour un fonctionnement normal et le brûleur s'éteindra automatiquement, de sorte que seule la consommation d'énergie du ventilateur est de seulement 36 yuans / heure.
Si la concentration est très supérieure à 2,1 g / Nm3, la chaleur résiduelle peut être récupérée. La chaleur dégagée peut être utilisée pour chauffer le four, économisant ainsi de l’énergie dans les équipements de production, produisant de l’eau chaude et chauffant le bâtiment. Par conséquent, en cas de chaleur excessive des gaz d'échappement, l'utilisation totale de la chaleur perdue peut créer des avantages. Par exemple, si la concentration des gaz d'échappement est de 4 g / Nm3 (80 kg / h), la chaleur résiduelle maximale disponible est d'environ 500 000 Kcal, dans l'hypothèse d'un taux d'utilisation de 60% et de 300 000 Kcal pouvant être récupérés. Si la puissance requise pour l'impression et le séchage est d'environ 600 000 Kcal (en supposant une température de séchage de 80 ° C), 50% de la consommation d'énergie peut être économisée. Si la concentration atteint 6g / Nm3, vous pouvez économiser 75% de la consommation d'énergie. D'une manière générale, si le système d'échange de chaleur gaz-gaz est adopté, l'avantage de la chaleur résiduelle récupérée peut être récupéré en deux ans environ.
5. Économie d'énergie et réduction du vent
À l’heure actuelle, de nombreux équipements d’imprimerie en Chine, en particulier ceux fabriqués dans le pays, ont un volume d’échappement élevé et une faible concentration (généralement inférieure à 1 g). Cela posera beaucoup de problèmes à la direction suivante: quel que soit le type de traitement, elle fera face à des coûts d’investissement ou d’exploitation relativement importants. Le meilleur moyen consiste d'abord à optimiser le volume d'air, à réduire les gaz d'échappement et à augmenter la concentration de gaz d'échappement. Cela permettra non seulement de réduire les coûts d'exploitation des équipements de production, mais également de réduire considérablement le coût des équipements de traitement des gaz d'échappement ultérieurs. Selon la structure du four, le procédé de traitement optimisé est également différent. Mais l'idée générale est d'utiliser de l'air chaud. En réduisant la consommation d'énergie calorifique du chauffage par la réutilisation de l'air chaud, la consommation d'énergie de fonctionnement du ventilateur peut également être réduite et la concentration des gaz d'échappement est augmentée.
Ce type de structure de four permet aux clients d’augmenter la proportion d’air chaud recyclé en fonction des conditions du processus, tout en garantissant la sécurité et n’affectant pas la qualité du produit, réduisant ainsi le volume total des gaz d’échappement et augmentant la concentration des gaz d’échappement. Toutefois, si la concentration de gaz d'échappement est relativement élevée, le moniteur de LIE doit être installé pour éviter tout risque d'explosion afin de garantir la sécurité.
De plus, la concentration de la surveillance LIE peut être utilisée comme signal de contrôle pour contrôler dynamiquement et dynamiquement le clapet de retour d'air chaud. Dans le cas d'une concentration de gaz d'échappement sûre, le volume d'air de retour est automatiquement ajusté, ce qui permet de s'adapter automatiquement aux modifications des produits et des processus. Ce système est généralement coûteux. Si le four ne dispose pas d'un mécanisme de recyclage de l'air chaud, celui-ci peut également être réutilisé dans les entrées et sorties d'air centralisées et le volume d'air optimisé. Il existe également un nouveau système d'air chaud utilisant le système ESO, qui peut réduire le volume d'air en utilisant une entrée d'air concentrée, ainsi que la réutilisation et le recyclage. Augmente l'effet de la concentration.