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沸石浓缩转轮在包装印刷行业中的有哪些应用?

2021-03-25 02:33:57

沸石浓缩转轮在包装印刷行业中的有哪些应用?


由于彩色印刷和塑料薄膜复合过程中使用大量溶剂油墨和稀释有机溶剂,我国每年只有包装印刷行业挥发性有机化合物(挥发性有机化合物)的排放量可达200万~300万吨左右,产生的挥发性有机化合物废气通常采用活性炭吸附、光催化、等离子体、催化氧化/蓄热催化氧化(挥发性有机化合物)和蓄热焚烧(挥发性有机化合物)等方法进行处理,其中催化氧化法和焚烧法更受欢迎。

包装印刷废气具有以下特点:

(1)废气成分复杂,含有多种有机物质;

(2)油墨干燥时,由于生产车间的废气质量浓度需要严格控制,通常引入大风量进行通风,产生的挥发性有机化合物废气风量大,质量浓度低。传统的催化氧化和焚烧装置适用于处理不同风量的中高品质浓度VOCs废气,设备的大小主要取决于自身的*大处理风量。


但是,在处理大风量低品质浓度的VOCs废气时,采用单一催化氧化和焚烧方法需要巨大的装置,一次设备的投资成本高,后续燃料的运行成本也大幅增加。因此,在实际处理中,必须引进沸石转轮技术,吸附大风量低质量浓度VOCs废气,将其浓缩成小风量高质量浓度的气体后再进行催化氧化处理。


随着新环保法规的修订和各地对挥发性有机化合物排放限制的严格控制,行业对挥发性有机化合物治理设备提出了更高的要求。与单一挥发性有机化合物废气处理设备相比,沸石转轮催化氧化组合装置具有设备体积小、去除效率高、安全性和经济性好的多重优点,也将成为未来挥发性有机化合物废气处理设备的主流发展方向。

沸石浓缩转轮

目前国内包装印刷行业废气具有排风量大、质量浓度低、废气成分复杂等特点,一般有组织排放。对于大风量低质量浓度挥发性有机化合物废气,仅通过催化氧化或焚烧装置单独处理时,设备投资成本高,后期运行成本高。采用沸石转轮催化氧化技术的挥发性有机化合物废气处理装置可以先将大风量低质量浓度的废气分离浓缩,使其在催化氧化处理前形成高质量、小风量的气体。


挥发性有机化合物沸石转轮催化氧化装置采用沸石浓缩和催化剂氧化组合技术,由多级过滤器、沸石转轮、吸附风扇、脱附风扇、热交换器、催化氧化装置等分段设备组成。含有挥发性有机化合物的有机废气经过初步多级过滤后,由鼓风机送至沸石转轮分段装置吸附区(A区)进行吸附处理,产生的洁净空气直接排放。随着沸石转轮的不断旋转,饱和转轮的吸附部分被转移到再生区(R区),并被反向高温再生空气吹洗。


进行脱附。脱附后的高品质浓度有机废气直接进入催化氧化装置进行氧化分解。VOCs废气经脱附区后旋转至冷却区(P区),冷却后返回吸附区进行循环操作。由于脱附再生区的空气风量一般仅为处理区风量的1/10,因此再生后废气中的VOCs质量浓度约为浓缩前的10倍。


沸石转轮再生浓缩后的高质量浓度有机废气被吹入下游催化氧化装置,并由燃烧器对其进行升温,预热至350℃后进行催化氧化反应。催化氧化全过程采用蜂窝状铂(Pt)触煤,废气中VOCs经催化氧化反应生成无毒无害的二氧化碳与水。


通过催化氧化工段后,排出的净化气体温度约为360℃;为了充分利用余热,催化氧化设备净化后的气体与再生废气进行热交换,加热后的再生废气用于沸石转轮脱附区的脱附。


当废气具有大风量和低质量浓度的特点时,可以利用沸石转轮内部分子筛的低温高吸附和高温高脱附的特点来吸附和浓缩有机废气。产生的废气质量浓度约为原气质量浓度的10~20倍,为后续催化氧化处理节约了设备和运行成本。


沸石浓缩转轮结构分为吸附区(A区)、再生区(R区)和冷却区(P区)。加工的波纹形和平板状陶瓷纤维纸以无机粘接的方式制作蜂窝状转子,将疏水性沸石分子筛涂抹在转子通道上,具有吸附性。沸石分子筛的化学通用型为Mx/m[(AlO2)x(SiO2)y)zH2O,是结晶硅酸铝金属盐的多孔结晶,其中硅氧四面体和铝氧四面体通过共享氧原子相互连接形成骨架结构。


分子筛晶体的内部具有不同大小的孔穴,可以吸附比自身孔径小的分子,排出比其孔径大的分子。包装印刷行业废气的相对湿度一般小于70%,沸石转轮对挥发性有机化合物的吸附率可达90%以上。随着废气相对湿度的增加,吸附效率降低,必要时可以在废气进入沸石转轮前加热除湿。根据风量,设置沸石转轮以1~6r/h的速度旋转。


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