RTO是目前凹印廢氣治理的必然選擇

 

(1)基于凹印廢氣治理要求是穩定、高標準的達標（一般是30～50mg/m3）、尤其是考慮要能滿足日后嚴格全程在線監測的需求，以及最大幅度減少環境稅等多重嚴苛條件下，目前市場上，筆者認為最佳適用的治理措施只有RTO。 

(2)從2015年底三部委發文對包裝印刷試點征收排污費，近幾年全國大面積嚴重霧霾下頻繁的環保督查，以及污染天氣時印刷企業被頻繁的限停產等，幾乎全部凹印企業都開始著手廢氣治理，各種不同廢氣治理工藝也陸續投用，但到目前，很多廢氣治理工藝都被陸續退出，如活性炭、等離子、光解、生物法、甚至溶劑回收等，只有RTO作為凹印廢氣的主流治理工藝，已經得到環保部門和凹印企業的共同認可。 

(3)凹印產生的VOCs廢氣要在RTO燃燒室內，在大于760℃的高溫環境下，持續約1秒的充分燃燒，才能保證徹底被氧化分解，實現達標排放。 

(4)三室RTO的去除率一般可以做到大于99%，熱效率大于95%。 

(5)對于RTO碳排放的問題，建議暫時不用考慮，因為廢氣不治理或不達標將面臨的是罰款、限產、停產、停業、關閉。 

 

 RTO選擇前期需考慮的因素

 

01確定廢氣工況

 

確定廢氣工況主要是確定廢氣的風量和濃度（濃度參見下文）。對于一般凹印機，建議每一單元主排按1000m3/h風量統計（印刷、干復），同時要根據工廠本身的生產特點，如開機率、全廠印刷單元同時使用率以及印刷產品的工藝特點如上墨量等，綜合來確定總風量大??；對于地排風，建議每一色按照500～1000m3/h風量考慮；接入調墨機和清洗機的高濃廢氣，但不建議接入其環境新風；工廠室內取氣的散熱排風，建議統一改造為水冷，不再外排熱風。

 

02確定治理范圍

 

廢氣是全部治理還是分步治理，如只是治理主排風廢氣，選用減風+RTO方案即可；如果要同時治理地排風等，可考慮盤式轉輪或筒式濃縮，然后再進RTO進行處理；如主排風廢氣濃度很高，與地排風混合后仍然能夠自維持濃度，優先直接進RTO進行處理。

 

03確定RTO檔次

 

要根據當地環保排放標準和環境稅的情況，結合凹印企業在市場地位和未來預期，選配市場相應級別的RTO?？傮w來看，RTO和凹印機的市場一樣，都存在各種不同配置和價位的設備，其長期去除率、安全性、可靠性、能耗等性能相差明顯，價格也差異很大。

 

04確定RTO形式

 

基于長期穩定達標，以及維修、維護簡單等，根據達標標準不同，筆者建議選擇兩室半或者三室的RTO。對于旋轉RTO，尤其是西安昱昌推出的，市場推進很快，并極大推動了凹印環保，但由于筆者沒有充分調研，具體不太了解。

 

05確定單臺風量

 

如總計12萬風量廢氣，是上兩臺6萬風量RTO，還是一次上一臺12萬風量的？一般來看，分步實施靈活性大，運行費用低，但總投資和占地會大。

 

06確定安裝位置

 

雖然RTO設備重，占地大，但考慮到作為重大環保投資，以及日后長達20年的使用，沒有合適位置要設法克服困難解決到位，籌建新廠時更要提前預留。

 

07確定市政配套

 

最好使用市政天然氣作為燃料，3萬風量的天然氣一般引入費約30萬元。純電加熱的RTO也有，市場很少見，并且價格和運行費用較高。

 

08確定其他配套

 

如電控室、檢修雨棚、現場圍欄、現場監控等，以及天然氣管道、計量室以及廢氣風道的形式、風道桁架、配套電纜等。

 

09確定環境適應

 

RTO要適合當地環境，考慮如戶外雨水銹蝕，戶外嚴寒等環境。

 

凹印廢氣濃度的確定

 

(1)取決于兩個參數，即外排總風量和外排總溶劑量。凹印廢氣總風量比較好確定，無變頻控制，一般總風量約為主風機銘牌的70%，但最好請專業實測。一般凹印企業都很不清楚廢氣的濃度，筆者理解，一般會在0.5～3.0g/m3，由于該濃度是整個RTO項目啟動最基礎的數據，凹印企業必須自己搞清楚并反復驗證。

 

(2)基于凹印特點，其廢氣風量、濃度都會大幅變化，而任何第三方檢測只是檢測了某一個產品某一刻的廢氣排放數據，有很大隨機性和不確定性，只能作為簡單參考。目前即便是有資質的第三方檢測，廢氣濃度數據都普遍偏小，有時會小5～10倍。

 

(3)廢氣濃度檢測建議使用FID，即火焰離子化檢測儀（flame ionization detector），又稱氫焰離子化檢測器。這個檢測儀的檢測數據非常準，建議凹印企業等生產穩定后，請第三方如SGS或具備FID檢測能力的RTO廠等來做時段檢測，同時再和自己同時段生產工藝記錄和油墨、溶劑耗用數據進行核對，要基本一致才可以。

 

(4)搞清楚廢氣濃度最穩妥的辦法，是根據自己的工藝和投料耗用量去測算，可采用多重核算，其一是用年數據，年產平方米數、年投入的油墨和溶劑總量、以及年開機時間、結合風量等，計算出年排放廢氣平均濃度；其二是特地安排幾個典型產品，以班為單位，跟蹤班產量、班投料量、結合風量等，計算出班單一產品排放廢氣平均濃度。

 

(4)外排廢氣中總溶劑量，也可以通過產品的平方米、克重，如濕重減去干重測算。筆者建議可以按照每累計一個滿版，每平方米產品揮發到烘箱外排的溶劑按照4g來計算（這個不含無組織地排，地排通常會占到總量的15%～40%）。

 

(5)如外排廢氣濃度較低，如在1.0g/m3以下，首要先減風增濃，否則RTO投資會太大，并且一旦RTO運行起來，能耗也很高。 

 

減風+RTO的幾種技術路線

 

減風路線的選擇，主要基于現有廢氣濃度，以及是否愿意對現有熱風系統進行改造，并最終確定選用路線。最終減風效果和現場異味控制好壞，最主要還是取決于烘箱設計和公司的產品結構，其可能的選擇如下。

 

01不減風直接上RTO

 

主要針對進口凹印機（進口凹印機烘箱設計之初已經考慮減風了，基本沒有優化空間了），以及大訂單、滿版產品，其廢氣濃度已經大于2.0g/m3。

 

02開啟手動回風+RTO

 

主要針對日本富士、中島，以及國內北人、汕樟等凹印機型，其標配是最大50%回風，一般外方調試時，只回風30%左并鎖定。故此，對于速度在200m/min以下的機型，可以把回風50%全部打開，同時在保證烘箱負壓下，大幅關小新風和排風風門?？紤]安全，可以在個別烘箱或總風道處加裝LEL。

 

03各單元LEL回風+RTO

 

每色加裝LEL系統，每色都單獨檢測廢氣濃度，如安全就回用，通常每色投入約5～10萬元。此系統完整保留原系統最大烘干能力，并且其獨立性、安全性、靈活性最好。如BOBST機型，由于烘箱設計之初已預留相關軟硬件，加裝探頭，調出菜單即可完成。LEL目前在國內的應用也是在初始階段，不同LEL廠家的價格、品質、安全性等差異也非常大，如系統免維護、免標定以及防爆認證等。LEL是各減風系統的安全保障，需慎重選擇。

 

04主排風LEL總回風+RTO

 

用LEL去檢測廢氣總排風的濃度，如安全就整體打回新風口循環再用。由于整機只需要一套LEL，總體投資相對小，但回風效果有限。此方案對于滿版單元等同一般單元處理不太合理，對于沒有有組織新風進口的凹印機，本方案則完全不適用。

 

05主排、地排進轉輪濃縮+RTO

 

可主排+地排混合后進RTO，也可以主排進RTO，地排進轉輪。該方案最大特點是可以完全不動現有設備，但其投資和能耗都很大，其中轉輪維護比較麻煩，對凹印工況適應性差，有很多不確定性。

 

06ES0串聯減風+RTO

串聯減風是廣東環葆嘉節能科技有限公司的自主技術，國內很多用戶在使用，其從整體解決方案的角度，對減風增濃進行了深入研究，是國內最早、最專業、也是經驗最豐富的減風增濃設備供應商，是眾多凹印企業的優先選擇，但由于筆者前期只考查了2家用戶，這里無具體數據分享。

 

關于凹印減風，筆者在《印刷技術》2017年第01期《烘箱減風優化推進凹印環?；挠欣摺芬晃挠姓撌?，請參考。此外，要注意減風極限：凹印地排、主排的最小安全外排風量主要取決于原始烘箱設計，目前對于速度200m/min以下機型，LEL投用后，非滿版單元有組織新風基本全為0，主排每色一般約600～1600m3/h，地排每色一般500～1000m3/h。圖7為在北人凹印上用北人LEL（凹印單元LEL，目前國內北人做的最多），小版面新風開20%用于地面抽風，否則為0，圖8為意大利NIRA的LEL，用于進口凹印機。

 

 圖7 北人LEL

 

 

圖8 意大利NIRA的LEL

 

RTO比選參數

 

表1為RTO比選參數。

 

表1 RTO比選參數

 

 

RTO主要選配

(1)高溫旁通。減風后，一定會存在廢氣濃度較高的情況，過高濃度的熱量必須要有高溫旁通泄放才能確保RTO安全。

(2)廢液噴頭?？紤]今后將回收溶劑燒掉，回收熱量。

(3)同步監控。建議在車間或工程部加設。

(4)短信報警。RTO一般無人值守，有異常時要能立刻報警。

(5)遠程監控。最好有手機APP，隨時可以監控，尤其運行的早期。

(6)在線監測。政府會針對排污量大的企業逐步提出要求，凹印企業排污大，如1條凹印線，年產值2000萬元，治理前VOCs年排放一般約在200噸，所以減排必須要做，但目前在線監測價格昂貴，每套約20～40萬元，使用維護復雜。并且對于凹印，如采取RTO等治理措施后，排放達標、穩定，總體可控，不必要配備。

(7)氣源質量。要考慮配備RTO專用空壓機、儲氣罐以及吸干機，在天氣寒冷區域，戶外RTO用壓縮空氣里面絕對不能有水，否則氣動部件會凍住，在寒冷區域建議配備-40℃的吸干機。

(8)風道部分設置負壓保護和應急排放。

 

RTO運行后問題

(1)做好記錄。要記錄RTO運行基礎數據，如耗電、耗氣、運行時間以及投產設備數量和產量等，并每月做能耗分析。

(2)定期維護。要有專門人員按照RTO廠家要求，對設備定期維護、保養。

(3)關于環境稅。合格的RTO運行后，由于去除率高，對環境稅單價較高區域，可大幅減少環境稅，同時有益于保證工廠排污總量指標。此外，環境稅核算會用到第三方檢測報告，但報告是檢測廢氣某一刻的數值，其數值大小有很大不確定性，用這個時刻的去除量再乘以全年工時，去計算全年去除量，將遠會低于實際值，從而會大幅增加交納環境稅（在三部委文件中約定的這個計算方法很不合理）。為避免這種情況，在第三方檢測時，入口濃度一定要符合實際，在RTO達標保證下，越大越好。

(4)運行中。如果訂單不飽和、經常停產，在停產期間，不建議采用保溫模式，可直接停爐，第二天重新升溫。

(5)運行能耗。如果凹印不減風或減風效果不好，RTO能耗將非常巨大。但如果訂單連續，廢氣濃度增濃很高，還能持續保證余熱回用，能耗就不大或可忽略。

(6)排放總量指標?？偭砍瑯艘矔P款，需要重視并盡量控制。如2020前包裝印刷要全面推行排污許可證，對于年使用溶劑稀釋劑10噸及以上的要納入重點管理；如天津對印刷廢氣風量大于6萬，或者排放速率大于2.5kg/h的要求安裝在線監測等。