Jak vyřešit problém s výfukovými plyny při hlubotisku? Zde je kompletní průvodce správou věcí veřejných od zdroje a procesu až po konec--životní správy!
Hlubotisk má vyspělé procesy, vysokou produkční efektivitu, bohaté a vrstvené tištěné produkty a vynikající originální reprodukční výkon, díky čemuž je široce používán v průmyslu flexibilních obalů. Naše společnost vlastní sedm vyspělých hlubotiskových výrobních linek v tuzemsku i zahraničí s roční produkcí asi 26 000 tun obalové fólie. V tomto článku autor provádí-hloubkovou studii omezování výfukových plynů (VOC) z hlubotisku a technologií{5}}úspor energie, kombinující generování výfukových plynů z hlubotisku, řízení výrobního procesu, zlepšování zařízení, úpravu výfukových plynů (VOC) a využití zdroje tepla, čímž dosahuje významných ekonomických a sociálních výhod.
Hlubotiskové výfukové zdroje
Rozpouštědlový-inkoust používaný při hlubotisku obsahuje méně než nebo rovných 75 % VOC. Pro zlepšení tiskového výkonu je nutné do inkoustu přidávat různá rozpouštědla (ethylacetát, n-butanol, isopropanol, n-propylacetát atd.), aby se promíchal a naředil. VOC se odpařují a uvolňují během přípravy inkoustu a sušení.
Aby se snížily emise VOC, tiskařský průmysl v posledních letech zavedl inkousty na bázi vody (savé substráty menší nebo rovné 15 % pro kontrolu zdroje výfukových plynů; ne-absorpční substráty menší nebo rovno 30 %) Technologie se také rychle vyvíjela, ale protože inkousty na bázi vody- stále ještě plně nepřekonaly technické problémy v oblasti přilnavosti a lesku, jejich současná odolnost vůči vodě. Tento dokument se zabývá výzkumem technologií snižování emisí VOC a -úsporných technologií na bázi rozpouštědlových- inkoustů široce používaných v hlubotisku.
Řízení procesu hlubotiskové barvy
01/ Skladování
VOC, jako je inkoust a rozpouštědla, by měly být skladovány v uzavřených nádobách, které by měly být zakryty a utěsněny, udržovány v uzavřeném stavu a skladovány ve vyhrazených skladech nebezpečných chemikálií. Teplota ve skladech nebezpečných chemikálií by měla být pokud možno řízena v rozmezí 0 až 28 stupňů. Na střechu skladu lze instalovat stříšky pro skladování vody nebo potrubí chladicí vody. Když jsou venkovní teploty 30 stupňů nebo vyšší, stříkejte vodu, aby se teplota ochladila a vnitřní teplota se udržela pod 28 stupňů. Sklady nebezpečných chemikálií s vhodnými podmínkami by měly být vybaveny protiexplozní -klimatizací nebo zařízením pro přívod vzduchu-odolným proti výbuchu, které reguluje teplotu skladu v létě pod 28 stupňů a nad 0 stupňů v zimě.
02/ Míchání
Proces míchání inkoustu a rozpouštědla by měl používat automatické zařízení pro míchání inkoustu a fungovat v utěsněném prostoru, aby se snížilo odpařování způsobené expozicí. Nejsou-li podmínky splněny, měla by být v izolační místnosti přijata místní opatření ke shromažďování plynu a výfukové plyny by měly být přiváděny do systému úpravy výfukových plynů VOC pomocí ventilátorů odolných proti výbuchu a utěsněných potrubí.
03/ Dodávka inkoustu
Po smíchání by měl být inkoust centrálně dopravován do jednotky tiskového stroje pomocí utěsněných potrubí (ideálně pomocí samo{0}}proudého systému). Odběrná jednotka by měla používat centralizované řízení viskozity na základě použití a pneumatický ventil by měl automaticky doplňovat inkoust do zásobníku inkoustu.
Pro přenos inkoustu a rozpouštědel mimo -potrubí by měly být použity uzavřené nádoby. Při přidávání inkoustu nebo rozpouštědla do nádržky s inkoustem by měl být použit regulátor viskozity inkoustu -typu jednotky, aby bylo rozpouštědlo utěsněno uvnitř jednotky. Po přidání inkoustu by měl být zásobník inkoustu okamžitě uzavřen, aby se snížily emise VOC během procesu dodávání inkoustu.
04/ Tisk
Chcete-li snížit emise výfukových plynů na místě-, měly by být zásobníky inkoustu, inkoustové bubny a bubny s rozpouštědlem zakryty krycími deskami. Hlubotiskové stírací lišty by měly přednostně používat uzavřené stírací lišty nebo opatření, jako je použití krytů zásobníků inkoustu nebo změna tvaru otvorů drážek, mohou zmenšit otevřenou plochu systému přívodu inkoustu. Tiskový proces by měl využívat automatické řízení viskozity inkoustu, umožňující online sledování viskozity inkoustu a automatické dávkování rozpouštědla, aby se snížila frekvence ručního otevírání víček inkoustu a minimalizovaly se emise VOC.
Tisková jednotka by měla přijmout místní opatření pro shromažďování plynu s přívodem vzduchu umístěným ve spodní části a na straně pohonu. Po shromáždění výfukových plynů je vypouštěn přes utěsněné potrubí do systému úpravy výfukových plynů VOCs.
05/ Vyhřívání trouby
Vyhřívání pece pro hlubotisk představuje asi 70 % nákladů na zapalování stroje a je klíčovým cílem pro úsporu energie a snížení emisí. Nové-vysokoúčinné plynové závěsné nebo polozávěsné pece-nabízejí vynikající efekty sušení a-úspory energie; Pokud to podmínky dovolí, preferujeme vzduchová tepelná čerpadla nebo směšování vody-elektřiny (páry). Potrubí nasávaného a vratného vzduchu by mělo používat vnitřní cirkulaci nebo automatické řízení LEL. Trouba by měla být dobře utěsněna, aby se snížily výfukové plyny a tepelné ztráty způsobené únikem vzduchu. Během provozu by měl být objem vzduchu nastaven tak, aby se uvnitř trouby udržoval mírný podtlak.
06/ Čistěte jiným talířem
Hlubotisk vyžaduje čištění desky po dokončení objednávky nebo výměně produktů. Během čištění zkuste použít malé množství rozpouštědla pro rychlé čištění během provozu talířového válce. Pro další čištění je nejlepší použít ultrazvukovou čističku pro automatické čištění v uzavřeném prostoru. Produkované výfukové plyny jsou lokálně shromažďovány a odváděny utěsněným potrubím do systému úpravy výfukových plynů VOCs.
Tisk desek s inkoustem, kbelíků s inkoustem, krycích desek atd. může výrazně snížit emise VOC způsobené rozpouštědly používanými při čištění nástřikem teflonu. Prostřednictvím vědeckého plánování výrobních zakázek jsou produkty stejných specifikací a odrůd vyráběny centralizovaným způsobem, což snižuje frekvenci výměny kotoučů a minimalizuje emise VOC.
07/ Produkční prostředí
Prostředí produkce hlubotiskového tisku by mělo být řízeno mezi 18~28 stupni a vlhkostí 45%~65%, přičemž vnitřní a venkovní prostředí by mělo být udržováno pod mírným podtlakem (vnitřní podtlak), aby se snížil únik VOC.
Vylepšený výfukový systém pro tiskové stroje
Sušicí zařízení se skládá z trouby, ventilátoru, vzduchového ventilu, vzduchového potrubí, vzduchové trysky a dalších součástí. Horký vzduch je tryskou vháněn přímo na substrát a paprskem horkého vzduchu se poškozuje film rozpouštědla na povrchu substrátu. Rozpouštědlo v inkoustu pak prosakuje skrz duté dielektrické póry a odpařuje se na vnější stranu inkoustové vrstvy. Část tepla je přenášena jako latentní teplo, zatímco další část je přenášena uvnitř tělesa substrátu vedením a zbývající teplo je nakonec odváděno z pece vzduchem.
Proces sušení horkým vzduchem hlubotiskového zařízení je komplexní proces přenosu hmoty a tepla. Kvalita tisku závisí nejen na rychlosti horkého vzduchu, teplotě horkého vzduchu, tloušťce inkoustu, výfukovém systému a teplotě a vlhkosti prostředí, ale také výrazně ovlivňuje vlastnosti substrátu, složení a vlastnosti inkoustu a strukturu sušicí pece.
Abychom zlepšili celkové využití tepla v troubě, implementovali jsme následující vylepšení:
(1) Použijte izolovanou pec s izolačními vrstvami z keramické plsti na stěnách krytu, které poskytují izolaci, která odráží teplo a snižuje tepelné ztráty v sušícím systému.
(2) Tryska pece odpovídá vodicímu válečku ze slitiny tiskového stroje. Prostřednictvím kovového vodícího válečku za druhé absorbuje a přenáší teplo, čímž zvětšuje kontaktní plochu s registračním materiálem a zlepšuje využití energie.
(3) Nainstalujte tepelný výměník vratného vzduchu pro výměnu tepla mezi externím odpadním vzduchem a vstupem do topné pece a rekuperujte odváděný horký vzduch. Tím se sníží obsah rozpouštědla ve vstupním vzduchu a zároveň se dosáhne opětovného využití sekundárního horkého vzduchu. Tato metoda může získat zpět asi 65 % horkého vzduchu a snížit emise odpadního vzduchu přibližně o 30 %.
(4) S využitím výhod nízké spodní koncentrace výfukových plynů a vysoké horní koncentrace výfukových plynů je spodní výfukové potrubí zavedeno do režimu horního výfuku, čímž se snižuje horní výfukový vzduch z interiéru. Testy ukazují, že každý tiskový stroj snižuje emise výfukových plynů asi o 12 000 metrů krychlových za hodinu.
(5) Pomocí jednotky nebo místní technologie LEL horní výfukový systém automaticky upravuje objem cirkulujícího vzduchu na základě koncentrace, čímž se snižují emise odpadního vzduchu. Při stabilním provozu toto řešení snižuje emise výfukových plynů o 40 %.
Návrh zařízení na úpravu výfukových plynů (VOC).
Hlubotiskové výfukové plyny VOC se vyznačují nízkou koncentrací a velkým objemem vzduchu. Po porovnání různých řešení jsme zvolili dvou-stupňovou rotační koncentraci zeolitu + tří-nádržový systém úpravy výfukových plynů RTO (regenerativní oxidační pec). Použití dvou-poháněče ke koncentraci a zvýšení koncentrace VOC v procesních plynech umožňuje samočinný provoz RTO-a snižuje spotřebu zemního plynu.
Rotační koncentrace a účinnost odstraňování zeolitu je 90%~95%. Když koncentrace VOC ve výfukových plynech překročí 500 mg/m³, jednostupňová adsorpce koncentrace kanalizačního potrubí již nemůže zaručit požadavek 40 mg/m³ pro komínový výfuk VOC menší nebo rovný s. Dvoustupňové kolo je navrženo tak, aby provádělo sekundární adsorpci plynu adsorbovaného prvním-běžcem, čímž se zvýšila účinnost adsorpce kola na 98,5 % a výrazně se snížily emise VOC. Při použití konstrukce se třemi-nádržemi RTO (Regenerative Oxidation Furnace) může účinnost odstraňování VOC přesáhnout 99 %, což výrazně zlepšuje životní prostředí.
Úspora energie systémů úpravy výfukových plynů (VOC).
Prostřednictvím provozního řízení, zlepšování zařízení a energetické recyklace systémů úpravy výfukových plynů (VOC) je dosaženo snížení VOC a úspor energie.
01/ Dvou-stupňový zeolitový rotační koncentrát
Dvoustupňové zeolitové rotační koncentrační zařízení je navrženo se dvěma prvními-běžečky (A1 a B1) a dvěma-zásuvkami druhého stupně (A2 a B2). Desorpční vzduch z prvního-běžce stupně vstupuje přímo do systému RTO, zatímco adsorpční vzduch z prvního-běžce stupně znovu{10}}vstupuje do druhého-běžce pro sekundární adsorpci (adsorpční vzduch A1 vstupuje do A2, adsorpční vzduch B1 vstupuje do B2). Adsorpční vzduch z oběžného kola druhého-stupně je vypouštěn přímo do výfukového komína a desorpční vzduch z druhého-kolečka je přiváděn do vstupu oběžného kola prvního{19}}stupně, kde se mísí s původním procesním odpadním plynem. (Obrázek 1 Dvoustupňové -schéma rotační koncentrace zeolitu), klíčové body pro energeticky-úsporné operace jsou následující:
Obrázek 1 Schematický diagram principu dvou-zeolitového kolového koncentrátoru
(1) Nastavení rychlosti kola: Při spuštění je obecně nastavena kolem 30 Hz. Během provozu jej lze upravit na základě průtoku vzduchu. Například, když je proud vzduchu nízký a koncentrace je nízká, upravte frekvenci rotačního motoru kola, abyste snížili rychlost otáčení, zvýšili koncentraci, dosáhli samo{4}}vyrovnání spalování RTO a ušetřili zemní plyn; naopak zvyšte rychlost otáčení, abyste zvýšili adsorpční účinek kola a zajistili, že emise výfukových plynů splňují normu.
(2) Pravidelná výměna vstupního filtru kola (filtrační sáček): Rozdíl tlaku na vstupu kola by neměl překročit 75 mmAQ. Pravidelným čištěním nebo výměnou by měl být tlakový rozdíl co nejvíce řízen na 25 mmAQ nebo méně, což může ušetřit výkon ventilátoru systému.
(3) Nastavení teploty kola: Vstupní teplota desorpce kola je nastavena na 180 stupňů. Tato teplota je řízena horní částí spalovací komory RTO pomocí proporcionálního ventilu a směšovacího boxu pro stabilizaci desorpční vstupní teploty kola. Pokud je vstupní teplota desorpce nižší než 115 stupňů, bude to mít za následek nízkou účinnost desorpce; pokud překročí 225 stupňů, bude to představovat bezpečnostní riziko. V tomto případě musí být zařízení násilně zastaveno a automaticky se spustí vysokotlaký{7}}systém CO2, aby se kolo zchladilo, aby byla zajištěna bezpečnost.
02/ Tří{1}}komorový RTO (regenerační tepelný oxidátor)
RTO (Regenerative Thermal Oxidizer) zahrnuje tři hlavní funkce: akumulaci tepla, tepelnou oxidaci a spalování. „Akumulace tepla“ pochází z regeneračních médií v RTO. V domácích keramických regeneračních systémech je účinnost využití tepla již nad 97 %. Pracovní princip spočívá v zahřátí organických výfukových plynů nad 790 stupňů, což způsobí, že těkavé organické sloučeniny (VOC) ve výfukových plynech oxidují a rozkládají se na oxid uhličitý a vodu. Teplo vznikající při oxidaci se ukládá v keramických regeneračních médiích, což způsobuje zahřívání média a akumulaci tepla. Teplo uložené v keramickém regeneračním médiu se používá k předehřívání následně přicházejících organických výfukových plynů, což je proces „uvolňování tepla“ keramických regeneračních médií, čímž se šetří spotřeba paliva v procesu ohřevu výfukových plynů.
Tří{0}}komorový RTO využívá přepínání ventilů a funguje cyklicky ve třech stupních. V prvním stupni se výfukové plyny předehřívají přes regenerační komoru 1 a poté vstupují do spalovací komory ke spalování. Výfukové plyny ve spalovací komoře (obecně udržované na 800-850 stupních) podléhají oxidaci a rozkladu a veškerý zbývající neupravený plyn v regenerační komoře 2 je po vyčištění zpět- vháněn do spalovací komory ke spálení (funkce čištění). Rozložené výfukové plyny jsou vypouštěny přes regenerační komoru 3, zatímco regenerační komora 3 je ohřívána (jak je znázorněno na obrázku 2, tříkomorové schéma RTO).
Obrázek 2: Schematický diagram tří-nádrže RTO (regenerativní oxidační pec).
Hlavní provozní spotřeba energie RTO (Regenerative Regenerative Oxidation Furnace) je elektřina a zemní plyn. Za stejných provozních podmínek může vědecké provozní řízení a vylepšení dosáhnout úspory energie a snížení emisí:
(1) Nastavení času přepínacího ventilu RTO: Pokud je velký teplotní rozdíl nebo příliš vysoká teplota (např. překračující 1000 stupňů) mezi regenerační vrstvou RTO a chladicí zónou, upravte a zkraťte cyklus přepínacího ventilu RTO (obvykle nastavený na 1,5 až 2 minuty), abyste zajistili rovnoměrné rozložení tepla v celé spalovací komoře, dosáhli regulace teploty pece RTO a ušetřili náklady na elektřinu.
(2) Upravte tlak nasávaného vzduchu: Když je teplotní rozdíl mezi střední a horní vrstvou RTO malý nebo je teplota střední vrstvy relativně vysoká (750 stupňů), lze hodnotu tlaku na vstupu vzduchu do systému zvýšit, aby se zvýšila frekvence ventilátoru, zvýšil se teplotní rozdíl, snížila se teplota ve střední vrstvě a zlepšila se účinnost zpracování VOC; Když je velký teplotní rozdíl mezi spodní a střední vrstvou RTO, tlak na vstupu vzduchu lze upravit tak, aby se snížila frekvence ventilátoru systému a šetřila se elektřina.
(3) Úprava ventilace čerstvého vzduchu: bezpečnostní provedení RTO. Když teplota ve spalovací komoře RTO stoupne nad nastavenou hodnotu, klapka čerstvého vzduchu se automaticky otevře a sníží teplotu ve spalovací komoře přiváděním venkovního vzduchu s nízkou teplotou- a zároveň zvýší objem vzduchu pro úpravu výfukových plynů. Prostřednictvím-hloubkového výzkumu jsme přijali upravenou konstrukci větracího kanálu pro čerstvý vzduch, který využívá výfuk ze spodní části jednotky tiskového stroje (při pokojové teplotě). Tímto způsobem jsme při splnění cíle chlazení nezvýšili úpravu výfukových plynů a snížili spotřebu elektrické energie.
(4) Vypínání: Když je systém úpravy výfukových plynů vypnut a vypnut, teplota RTO zůstává na 400 stupních. Díky izolačnímu efektu vnitřní akumulační vrstvy tepla se při restartu jednotky snižuje spotřeba zemního plynu.
03/ Tepelná cirkulace
Během provozu systému úpravy výfukových plynů VOCs se teplota spalin z komína pohybuje kolem 200 stupňů. Pro maximalizaci využití energie je výměník tepla instalován na potrubí vstupujících do komína, aby se rekuperovalo odpadní teplo.
Při navrhování výměníků tepla je třeba vzít v úvahu suché spalování a-ochranná opatření proti nízké teplotě. Například výstupní teplota spalin z žebrovaného trubkového výměníku tepla je nepřetržitě monitorována tepelným odporem. Pokud je teplota pod nastavenou teplotou, výměník tepla se přemostí. Výstupní teplota cirkulační vody je nepřetržitě monitorována a řízena rezistorem; pokud teplota překročí nastavenou teplotu, výměník tepla se přemostí. Obrázek 3 ukazuje schéma rekuperace tepla VOC.
Obrázek 3 Schéma rekuperace tepla VOC
Řízením čerpadla a akumulační nádrže pomocí cirkulační vody se následně získaná horká voda znovu používá v tiskovém stroji a přidává se do pece, čímž se snižuje spotřeba energie na tisk. V zimním období se teplá voda využívá také k vytápění výrobních a kancelářských prostor, což umožňuje recyklaci energie.
Údržba a servis
Systémy úpravy výfukových plynů VOC se vyznačují složitou strukturou, vysokou úrovní automatizace a vícenásobným bezpečnostním blokováním. Během provozu by měla být prováděna komplexní kontrola každé dvě hodiny s důkladnými kontrolními záznamy. Jakýkoli abnormální hluk, nárůst teploty nebo rychlost emisí by měly být okamžitě vyřešeny. Kromě provozních hlídek by pro odborné kontroly měla být použita specializovaná kontrolní zařízení, jako jsou infračervené termokamery, vibrační testery, ampérmetry atd., aby se včas odhalily abnormální příznaky a usnadnila včasná a účinná opatření, která zajistí nepřetržitý a stabilní provoz systému úpravy výfukových plynů VCO. Klíčové body pro každodenní údržbu jsou následující:
(1) Ventilátory a převodové motory: důležitá zařízení mohou používat online měření teploty, zatímco ostatní mohou měřit teplotu týdně; Mazací olej by se měl doplňovat každé tři měsíce; Ložiska se vyměňují každých 5 let.
(2) Automatické (pneumatické) ventily: v potrubí stlačeného vzduchu jsou instalovány filtry a vypouštěcí ventily; Vzduchový okruh používá vyhrazený mazací olej se stlačeným vzduchem; Ventily a filtry regulátoru tlaku v přístroji se kontrolují každý týden na vypouštění odpadních vod.
(3) Ventilátor: Oběžné kolo ventilátoru je ovlivněno přilnavostí způsobenou prachovými částicemi a dalšími faktory, proto se na místě-kontrola a čištění provádí každých šest měsíců.
(4) Těleso pece ROT: Vnější stěna RTO je každoročně kontrolována a znovu nanášena tepelně-nátěrem; Interiér se otevírá každé dva roky ke kontrole stavu regeneračních cihel a podle potřeby se provádějí opravy nebo výměny.
(5) Těsnění: Každých šest měsíců kontrolujte zeolitové těsnící kroužky rotačních kol, zeolitové řetězy rotačního motoru a těsnění automatických regulačních ventilů.
(6) Vysokoteplotní komponenty: Po přibližně 2 letech provozu by měla být vnitřní vysokoteplotní sonda RTO vyměněna; Proveďte utěsnění a kalibraci nulové -polohy vysokoteplotních proporcionálních ventilů{5}} a proveďte údržbu nebo výměnu systému spínače zapalování za horkého počasí.
(7) Kalibrace LEL: LEL odváděného vzduchu VOC se kalibruje čtvrtletně, aby se zabránilo odchylkám, které by mohly ovlivnit přesnost řízení systému.
(8) Cirkulační voda: Cirkulační voda s rekuperací tepla by měla být změkčena nebo čištěna, zcela vypuštěna a vyměněna během roční odstávky.
(9) Tlakoměry zemního plynu, pojistné ventily, hlásiče hořlavých plynů, tlakoměry stlačeného vzduchu atd. musí být kalibrovány a označeny přísně podle zákonů a předpisů.