VOCs排放企業(yè)的綠色制造
來源：廣東環(huán)葆嘉節(jié)能科技有限公司 閱讀：6537 更新時間：2016-02-29 14:27一、前言
美麗中國的推進是大趨勢，是實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要，無論是國家還是行業(yè)都別無選擇。傳統(tǒng)的高污染、高能耗企業(yè)轉(zhuǎn)型升級也是別無選擇，尤其是存在大量VOCs排放的企業(yè)成為系列政策的眾矢之的也就不難理解，鳳凰涅槃、浴火重生，這就是行業(yè)重新洗牌的明確節(jié)奏，除了積極應對，同樣也是別無選擇，不同的應對方式與應對能力，將決定企業(yè)的生死存亡。
就現(xiàn)在的技術水平而言，VOCs排放企業(yè)完全不用含有VOCs的溶劑并不現(xiàn)實，通過工藝及制造系統(tǒng)的優(yōu)化實現(xiàn)綠色制造才是現(xiàn)實可行的路徑。
二、綠色制造系統(tǒng)GMS簡介
綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式，是人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。其目標是環(huán)境友好、資源利用率高，獲得企業(yè)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
針對VOCs排放企業(yè)的綠色制造系統(tǒng)GMS是存在VOCs排放的企業(yè)實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的制造系統(tǒng)，旨在幫助企業(yè)積極應對產(chǎn)業(yè)升級的現(xiàn)實壓力，轉(zhuǎn)危為機提升企業(yè)的長期競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
綠色制造系統(tǒng)（GMS：GreenManufacturingSystem）主要包括生產(chǎn)設備節(jié)能優(yōu)化（ESO：Energy-savingOptimization）、VOCs回收處理及循環(huán)利用（VRP：VOCsRecoveryProcess）、治理供熱一體化（BHI：BurningHeatingIntegrated）三個組成部分。
ESO通過設備改造和工藝優(yōu)化。從源頭實現(xiàn)節(jié)能減排，大幅度降低生產(chǎn)能耗和廢氣排放總量，減少設備外部泄漏，為后續(xù)處理奠定良好基礎。
VRP實現(xiàn)熱能及有機溶劑的部分回收循環(huán)再利用，以循環(huán)經(jīng)濟方式減少資源消耗，降低生產(chǎn)成本？梢圆捎弥苯永淠、吸收冷凝等多種方式實現(xiàn)。
BHI利用蓄熱焚燒的方式將剩余廢氣處理達標，同時將VOCs氧化分解時產(chǎn)生的熱能滿足生產(chǎn)所需，進一步降低生產(chǎn)成本。
GMS與目前各種VOCs治理設備不同之處在于采用系統(tǒng)工程的方法，是全面的整廠解決方案，從源頭入手，多種技術各展所長，把污染治理及干燥供熱在內(nèi)的關鍵生產(chǎn)要素全部融合在系統(tǒng)中，從而獲得較高的性價比，用適度的投資使企業(yè)完成轉(zhuǎn)型升級，通過節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)的實施，實現(xiàn)低污染、低能耗、低成本生產(chǎn)，全面增強企業(yè)競爭力。
不同的生產(chǎn)設備配置和不同的設備狀態(tài)需要不同的GMS方案，對于生產(chǎn)設備狀況良好的企業(yè)，采用GMS后可實現(xiàn)70%的溶劑回收循環(huán)利用，殘留在廢氣中的剩余溶劑能100%滿足印刷機、干式復合機的供熱需求，生產(chǎn)及設備保養(yǎng)中產(chǎn)生的有機廢水可以全部焚燒處理，廢氣排放能滿足最嚴格的排放標準。GMS的靜態(tài)投資回收期一般在2年以內(nèi)。
一、GMS關鍵技術簡介：
1.ESO（節(jié)能優(yōu)化）
ESO是由多項國際專利和國內(nèi)發(fā)明專利組成、適用于熱風干燥系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化技術總稱，用于印刷機、復合機、涂布機、上膠機、滾涂機、烘干機等生產(chǎn)設備的改造與優(yōu)化，設備自動化水平提升，運行更加簡單可靠，能提高運行安全系數(shù)、提升產(chǎn)品質(zhì)量、大幅度降低能耗，減少廢氣排放量，為后續(xù)徹底低成本解決環(huán)保問題創(chuàng)造良好的條件。
ESO由風壓自動平衡技術、安全總量控制技術、溶劑揮發(fā)工藝技術及大量外圍技術組成，成套技術以系統(tǒng)的方法對熱風干燥的各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，以風壓自動平衡技術為例，ESO通過干燥箱送排風的壓力自動跟隨，使干燥箱穩(wěn)定在設定的微負壓狀態(tài)，不受其他單元干燥箱及送排風風機的影響，使進出風量穩(wěn)定在所需干燥工藝風量上，穩(wěn)定的箱內(nèi)負壓可以確保在廢氣不外泄的情況下減少不必要的外部進風。
減少環(huán)保投入：
廢氣排放量決定后續(xù)的廢氣治理量，平衡式干燥系統(tǒng)使得后續(xù)廢氣治理投入成本及運行成本得到大幅縮減；
節(jié)省加熱能耗：
根據(jù)工藝溫度要求所需升溫的溫度差大幅縮小，總排風風量的大幅減小，將加熱能耗降到了最低；
安全工作風量：
采用干燥單元間平衡連接結構，簡化了系統(tǒng)管路設置，單元風量調(diào)節(jié)簡單且不影響其它單元，流通風量為整機溶劑量確定安全工作風量。
消除安全隱患：
在最高廢氣濃度點實施單點在線監(jiān)控，使企業(yè)容易實施及生產(chǎn)全程監(jiān)控，根據(jù)廢氣濃度調(diào)節(jié)干燥系統(tǒng)排風量保證廢氣濃度在安全限值（25%LEL）以下，將生產(chǎn)設備的爆炸隱患完全排除。
2.VRP（回收處理設備）
VRP包括吸收冷凝回收、直接冷凝回收等多種方式。
吸收冷凝回收處理設備適用于大風量、中高濃度的有機廢氣，一般采用開式處理，沒有廢氣減量的效能，溶劑回收率只有60%左右，但對生產(chǎn)設備的要求較低，更加適用于改造，凹版印刷機ESO后也能取得良好的回收效果。
直接冷凝回收處理設備適用于中小風量、高濃度的有機廢氣，一般采用烘干氣體閉式循環(huán)，利用冷凍牽引技術實現(xiàn)熱量及溶劑的回收，溶劑回收率可達80%~90%，有廢氣減量的效能，能降低后續(xù)處理的負荷與投入。對生產(chǎn)設備的氣密性要求較高，適用于干式復合機、涂布機的改造，若與生產(chǎn)設備融合設計、同步制造可以獲得更高的性價比。
閉式循環(huán)直接冷凝處理的過程為：烘箱排出廢氣經(jīng)排氣管集中后送往處理裝置，在回收裝置中廢氣顯熱通過熱交換傳遞到回氣中，而溶劑蒸汽的潛熱則被冷凍機提供的牽引冷源吸收，大部分溶劑蒸汽被冷凝成液體得以回收。回氣口排出的干空氣經(jīng)進氣管分配至烘箱風機進氣口，實現(xiàn)烘干氣體的循環(huán)使用。
閉式循環(huán)直接冷凝處理技術的優(yōu)勢：
安全
•廢氣處理過程為物理過程，接觸的大都是金屬部件；
•廢氣處理過程都是在常溫-低溫、常壓狀態(tài)下自動運行；
•廢氣處理過程中沒有產(chǎn)生火源的幾率，設備內(nèi)部結構也具備阻火功能；
•在目前各種有機廢氣治理技術中較安全。
環(huán)保
•廢氣中的VOCS冷凝后變成液態(tài)溶劑予以回收，回收效果直觀清晰；
•廢水較少，可直接焚燒處理。無二次污染；
經(jīng)濟
•閉式循環(huán)回收處理后將恒溫恒濕潔凈的氣體返送到生產(chǎn)設備，減小外部環(huán)境對于生產(chǎn)工藝的影響、對于產(chǎn)品表面干燥效果有很大的幫助，提升產(chǎn)品質(zhì)量；在保證相應質(zhì)量水平的情況下可以加快車速、從而提高生產(chǎn)效率。
•溶劑回收率高，回收到的高純度有機溶劑可達到生產(chǎn)所需品質(zhì)直接循環(huán)利用到生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，獲得較好的投資回報率。
•利用熱泵技術提取廢氣中熱能加熱返送潔凈熱空氣，幫助用戶降低生產(chǎn)能耗，通過節(jié)能效果抵消環(huán)保設備所消耗的運行費用。
3.BHI（治理供熱一體化設備）
治理供熱一體化設備的核心是第四代RTO，是采用氣密旋轉(zhuǎn)閥的旋風式廢氣蓄熱焚燒裝置，具有更高的性價比。BHI與RTO的不同之處在于熱能輸出的能力與方式，BHI設計之初就把高效供熱作為核心功能，供熱能力可按需設計。將原供熱爐的功能融合進BHI后，幾乎消除了供熱爐的損耗，供熱效率能提高10%左右。
BHI凈化廢氣的原理與RTO相同，通過蓄熱陶瓷把有機廢氣加熱到760攝氏度以上，使廢氣中的VOCs氧化分解成二氧化碳和水得以凈化并放出熱量，若濃度較低則用燃燒機補充熱量，然后再利用蓄熱體回收廢氣熱量，使凈化后的廢氣以較低溫度排出，如此交替循環(huán)使廢氣以較低的換熱溫差得以治理，通常治理前后平均溫差在50K以內(nèi)，BHI可以達到25K以內(nèi)，所以更加節(jié)能，只要廢氣濃度達到1g/m3左右，就可以不需要補充燃料維持運行，用于處理凹版印刷機的低濃度廢氣能節(jié)約大量的燃料費用。
為滿足供熱需求，RTO采用熱旁通供熱方式，高溫煙氣直通換熱器，雖然成本低，但安全性差，稍有不當就會燒毀換熱器，甚至釀成事故。同時供熱的穩(wěn)定性也較差，溫度波動較大，且供熱容量改變的彈性較差，供熱量大時會影響爐體壽命及治理效果。
BHI采取進出口增加供熱換熱器及熱回收換熱器的方式采熱并以熱水、熱風、蒸汽、導熱油等多種方式供熱，通過旋轉(zhuǎn)閥的工作模式調(diào)整應對不同濃度的廢氣、不同容量的供熱需求，供熱氣體溫度通過蓄熱體吸熱后下降到350℃以下，雖然供熱裝置總體成本略高，但消除了安全隱患，同時供熱溫度更加穩(wěn)定。
二、結語
GMS可以很好應對產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型的要求，滿足社會對企業(yè)履行社會責任的期望，為企業(yè)贏得各方尊重及長期持續(xù)發(fā)展所需的經(jīng)營環(huán)境，還能降低生產(chǎn)成本、增強綜合競爭力，是轉(zhuǎn)危為機，在行業(yè)洗牌中勝出的最佳對策。
