VOCs排放企業(yè)的綠色制造 應(yīng)對產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型需求
更新時間:2016-03-01 11:26
來源:中國環(huán)保在線
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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(yīng)對,同樣也是別無選擇,不同的應(yīng)對方式與應(yīng)對能力,將決定企業(yè)的生死存亡。
就現(xiàn)在的技術(shù)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。
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(biāo)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(yīng)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:Green Manufacturing System)主要包括生產(chǎn)設(shè)備節(jié)能優(yōu)化(ESO:Energy-saving Optimization)、VOCs回收處理及循環(huán)利用(VRP:VOCs Recovery Process)、治理供熱一體化(BHI:Burning Heating Integrated)三個組成部分。
ESO通過設(shè)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(shè)備外部泄漏,為后續(xù)處理奠定良好基礎(chǔ)。
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。可以采用直接冷凝、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(biāo),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(shè)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(shù)各展所長,把污染治理及干燥供熱在內(nèi)的關(guān)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(shè)備配置和不同的設(shè)備狀態(tài)需要不同的GMS方案,對于生產(chǎn)設(shè)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(fù)合機的供熱需求,生產(chǎn)及設(shè)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(biāo)準。GMS的靜態(tài)投資回收期一般在2年以內(nèi)。
GMS關(guān)鍵技術(shù)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(fēng)干燥系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化技術(shù)總稱,用于印刷機、復(fù)合機、涂布機、上膠機、滾涂機、烘干機等生產(chǎn)設(shè)備的改造與優(yōu)化,設(shè)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(fēng)壓自動平衡技術(shù)、安全總量控制技術(shù)、溶劑揮發(fā)工藝技術(shù)及大量外圍技術(shù)組成,成套技術(shù)以系統(tǒng)的方法對熱風(fēng)干燥的各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化,以風(fēng)壓自動平衡技術(shù)為例,ESO通過干燥箱送排風(fēng)的壓力自動跟隨,使干燥箱穩(wěn)定在設(shè)定的微負壓狀態(tài),不受其他單元干燥箱及送排風(fēng)風(fēng)機的影響,使進出風(fēng)量穩(wěn)定在所需干燥工藝風(fēng)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(fēng)。
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(fēng)風(fēng)量的大幅減小,將加熱能耗降到了最低;
安全工作風(fēng)量:
采用干燥單元間平衡連接結(jié)構(gòu),簡化了系統(tǒng)管路設(shè)置,單元風(fēng)量調(diào)節(jié)簡單且不影響其它單元,流通風(fēng)量為整機溶劑量確定安全工作風(fēng)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(fēng)量保證廢氣濃度在安全限值(25%LEL)以下,將生產(chǎn)設(shè)備的爆炸隱患完全排除。
2、VRP(回收處理設(shè)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(shè)備適用于大風(fēng)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(shè)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(shè)備適用于中小風(fēng)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(shù)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(shè)備的氣密性要求較高,適用于干式復(fù)合機、涂布機的改造,若與生產(chǎn)設(shè)備融合設(shè)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?;貧饪谂懦龅母煽諝饨?jīng)進氣管分配至烘箱風(fēng)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(shù)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(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)也具備阻火功能;
•在目前各種有機廢氣治理技術(shù)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(shè)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(yīng)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(shù)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(shè)備所消耗的運行費用。
3、BHI(治理供熱一體化設(shè)備)
治理供熱一體化設(shè)備的核心是第四代RTO,是采用氣密旋轉(zhuǎn)閥的旋風(fēng)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(shè)計之初就把高效供熱作為核心功能,供熱能力可按需設(shè)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?zé)煔庵蓖〒Q熱器,雖然成本低,但安全性差,稍有不當(dāng)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(fēng)、蒸汽、導(dǎo)熱油等多種方式供熱,通過旋轉(zhuǎn)閥的工作模式調(diào)整應(yīng)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。
結(jié)語
GMS可以很好應(yīng)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(zé)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。
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就現(xiàn)在的技術(shù)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。
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(biāo)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(yīng)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:Green Manufacturing System)主要包括生產(chǎn)設(shè)備節(jié)能優(yōu)化(ESO:Energy-saving Optimization)、VOCs回收處理及循環(huán)利用(VRP:VOCs Recovery Process)、治理供熱一體化(BHI:Burning Heating Integrated)三個組成部分。
ESO通過設(shè)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(shè)備外部泄漏,為后續(xù)處理奠定良好基礎(chǔ)。
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。可以采用直接冷凝、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(biāo),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(shè)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(shù)各展所長,把污染治理及干燥供熱在內(nèi)的關(guān)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(shè)備配置和不同的設(shè)備狀態(tài)需要不同的GMS方案,對于生產(chǎn)設(shè)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(fù)合機的供熱需求,生產(chǎn)及設(shè)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(biāo)準。GMS的靜態(tài)投資回收期一般在2年以內(nèi)。
GMS關(guān)鍵技術(shù)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(fēng)干燥系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化技術(shù)總稱,用于印刷機、復(fù)合機、涂布機、上膠機、滾涂機、烘干機等生產(chǎn)設(shè)備的改造與優(yōu)化,設(shè)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(fēng)壓自動平衡技術(shù)、安全總量控制技術(shù)、溶劑揮發(fā)工藝技術(shù)及大量外圍技術(shù)組成,成套技術(shù)以系統(tǒng)的方法對熱風(fēng)干燥的各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化,以風(fēng)壓自動平衡技術(shù)為例,ESO通過干燥箱送排風(fēng)的壓力自動跟隨,使干燥箱穩(wěn)定在設(shè)定的微負壓狀態(tài),不受其他單元干燥箱及送排風(fēng)風(fēng)機的影響,使進出風(fēng)量穩(wěn)定在所需干燥工藝風(fēng)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(fēng)。
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(fēng)風(fēng)量的大幅減小,將加熱能耗降到了最低;
安全工作風(fēng)量:
采用干燥單元間平衡連接結(jié)構(gòu),簡化了系統(tǒng)管路設(shè)置,單元風(fēng)量調(diào)節(jié)簡單且不影響其它單元,流通風(fēng)量為整機溶劑量確定安全工作風(fēng)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(fēng)量保證廢氣濃度在安全限值(25%LEL)以下,將生產(chǎn)設(shè)備的爆炸隱患完全排除。
2、VRP(回收處理設(shè)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(shè)備適用于大風(fēng)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(shè)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(shè)備適用于中小風(fēng)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(shù)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(shè)備的氣密性要求較高,適用于干式復(fù)合機、涂布機的改造,若與生產(chǎn)設(shè)備融合設(shè)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?;貧饪谂懦龅母煽諝饨?jīng)進氣管分配至烘箱風(fēng)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(shù)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(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)也具備阻火功能;
•在目前各種有機廢氣治理技術(shù)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(shè)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(yīng)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(shù)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(shè)備所消耗的運行費用。
3、BHI(治理供熱一體化設(shè)備)
治理供熱一體化設(shè)備的核心是第四代RTO,是采用氣密旋轉(zhuǎn)閥的旋風(fēng)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(shè)計之初就把高效供熱作為核心功能,供熱能力可按需設(shè)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?zé)煔庵蓖〒Q熱器,雖然成本低,但安全性差,稍有不當(dāng)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(fēng)、蒸汽、導(dǎo)熱油等多種方式供熱,通過旋轉(zhuǎn)閥的工作模式調(diào)整應(yīng)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。
結(jié)語
GMS可以很好應(yīng)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(zé)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。
——廣東環(huán)葆嘉節(jié)能科技有限公司
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