印刷CTP版材生产线有机废气处理技术探讨

摘要：本文论述了作者在印刷CTP 版材生产线涂布后烘干有机废气处理技术的方式及能源综合利用的研究。

关键词：CTP版材；印刷；有机废气；工业废气；废气治理

胶印平版印刷CTP（計算机直接制版）版材是用0.27mm99%纯铝经电解在版面形成砂目，然后用将砂目进行阳极氧化形成具有一定硬度三氧化二铝，表面涂布感光材料，经烘干裁切供印刷机使用的相应规格而成。在版材经过130150℃烘干过程中排放一定数量的含有机溶剂的废气，废气中溶剂主要成分是：丙二醇单甲醚、甲基异丁基酮、N，N二甲基甲酰胺、二丙酮醇、正丁醇等其中两三种混合物。

目前较多企业使用水雾喷淋使排放的有机废气溶于水，但这种处理方式未从根本上解决有机物的污染问题，并造成了二次水处理的费用，很不经济。因此从源头对废气进行处理，才是最为经济的手段。

1 有机废气处理治理技术

针对印刷CTP生产涂布后烘干废气风量为20000m3/h，有机溶剂浓度为1.0g/Nm3的特点，在工艺上进行多方面的考虑，以适合连续生产的要求，溶剂回收再利用、热能回收利用、电耗、燃气消耗等节能环保因素，对以下几种有机废气处理方式进行了调查研究。

1.1 RTO蓄热燃烧

工作原理：把有机废气加热升温至760℃以上，停留时间为>0.5sec，使废气中的VOC氧化分解成为无害的CO2和H2O；氧化时的高温气体的热量被蓄热体“贮存”起来，用于预热新进入的有机废气，从而节省升温所需要的燃料消耗，降低运行成本。

工作过程：100℃左右待处理有机废气进入蓄热室1的陶瓷介质层（该陶瓷介质“贮存”了上一循环的热量），陶瓷释放热量，温度降低，而有机废气吸收热量，温度升高，废气离开蓄热室后以较高的温度进入氧化室，在氧化室中有机废气再由燃烧器加热升温至设定的氧化温度820℃，使其中的VOC成分分解成二氧化碳和水。氧化室有两个作用：一是保证废气能达到设定的氧化温度，二是保证有足够的停留时间使废气中的VOC充分氧化，设计停留时间为1sec。

废气流经蓄热室1升温后进入氧化室氧化，成为净化的高温气体后离开氧化室，进入蓄热室2（在前面的循环中已被冷却），释放热量，降温后排出，而蓄热室2吸收大量热量后升温（用于下一个循环加热废气）。处理后气体离开蓄热室2，排气温度约200℃左右。

循环完成后，进气与出气阀门进行一次切换，进入下一个循环，废气由蓄热室2进入，蓄热室1排出，如此交替。RTO排放的高温尾气流经热水换热器，高温尾气降温后经排气筒高空排放，热水供生产工艺用。

1.2 浓缩催化燃烧

1.2.1 浓缩装置及催化燃烧的基本原理

催化燃烧是典型的气固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热能。

有机废气浓缩转轮技术原理为：浓缩转轮利用可以从空气中吸附有机溶剂的分子筛制造而成，将能够吸收废气中有机物质的材料制造成蜂窝结构的园盘转轮，正常工作时分子筛转轮转速1～3转/小时。转轮运作时可分为3个区域，即处理区、冷却区、和再生区。含有机溶剂的气体从处理区流过后变成相对干净的空气，其有机溶剂含量最低可降至5ppm以下，达到国家排放要求，直接排向大气。部分含有机溶剂的空气用再生风机推动从冷却区流过后被加热到一定的温度，然后流过转轮的再生区，由于转轮再生区被再生空气加热，吸附于该区域的有机溶剂被脱附出来为再生空气带走。从再生区排出的气体含大量的有机溶剂，进入到催化燃烧装置。

1.2.2 工作过程

现有的催化燃烧技术，在废气中有机溶剂浓度高于1.2g/Nm3时，催化燃烧过程无需外界能源输入就可以维持燃烧。但烘干箱有机废气浓度仅为为1.0g/Nm3，为了防止排放造成的燃烧不稳定，需要处理的废气预先通过浓缩处理后再送催化燃烧装置处理。

针对涂布后烘干废气参数，采用有机废气浓度转轮的浓缩倍率是2倍，即经过浓缩处理后，有机废气变成两个部分，一个部分是流量为15000立方米/小时的洁净空气直接排空，另外一个是有机溶剂含量为约2.0g/Nm3，风量为5000立方米/小时的废气送催化燃烧装置燃烧处理。当然其燃烧产生的余热将考虑回收利用到版材的前处理工序利用。

1.3 高温等离子

1.3.1 工作原理

高温等离子焚烧技术是高频和高压以及大功率电源在特定条件下的聚能放电，产生3千多度等离子态高温气流。有机废气在反应器中经过压缩、高压聚能放电成为3千多的高温等离子态气体，此时反应器的压力增高，气体的体积急剧膨胀，在极短的时间里工业废气中的有害物质被完全裂解，其中有机成分被裂解为基本粒子，无机物质还原为单体元素，实现无污染排放。

1.3.2 工作过程

从烘干箱来的有机废气借引风机的作用，分别进入高温等离子处理单元，每个单元的处理风量为500m3/h，20000m3/h的有机废气分为4个处理单元相互并联，经处理后达标的废气直接排放。

2 结论

经过对比研究，无论是传统的蓄热RTO燃烧方式，还是浓缩催化燃烧方式，都存在处理设备庞大，耗电量大，如需回收再利用热量供生产线用热要求，则需增加换热装置或热水锅炉，在初期启动时，还需要天然气等燃料消耗，综合测算不经济。而高温等离子处理方式的处理方式设备简单，比传统的RTO燃烧方式设备运行稳定，运行过程中仅高频放电及风机耗电，虽无热能综合利用，但综合经济和环保效益更好。

因此从工艺上引出了10000m3/h风量的废气，先用了处理2个单元进行了中试，从试验结果看：设备运行平稳，基本达到了无人操作，耗电量在15kwh.。经测试，经处理后的有机废气浓度在5PPM以下，实现达标排放。

参考文献：

[1]刘杨.印刷行业中有机废气治理技术[J].科技创新导报，2009（29）.

[2]何莹莹，潘涌章.吸附浓缩催化燃烧法处理有机废气.环境工程，1997（08）.