Kako riješiti problem ispušnih plinova dubokog tiska? Ovdje dolazi potpuni vodič za upravljanje od izvora i procesa do upravljanja kraj--života!
Duboki tisak ima zrele procese, visoku proizvodnu učinkovitost, bogate i slojevite tiskane proizvode i izvrsnu originalnu reprodukciju, što ga čini naširoko korištenim u industriji fleksibilne ambalaže. Naša tvrtka posjeduje sedam naprednih proizvodnih linija za duboki tisak u zemlji i inozemstvu, s godišnjom proizvodnjom od oko 26.000 tona folije za pakiranje. U ovom radu autor provodi-dubinsko istraživanje smanjenja emisija ispušnih plinova (VOC) i tehnologija -uštede energije, kombinirajući stvaranje ispušnih plinova dubokog tiska, kontrolu proizvodnog procesa, poboljšanje opreme, obradu ispušnih plinova (VOC) i korištenje izvora topline, postižući značajne ekonomske i društvene koristi.
Izvori ispušnih plinova za duboki tisak
Tinta-na bazi otapala koja se koristi za duboki tisak sadrži manje od ili jednako 75% HOS-eva. Kako bi se poboljšala izvedba ispisa, razna otapala (etil acetat, n-butanol, izopropanol, n-propil acetat, itd.) moraju se dodati u tintu kako bi se miješala i razrijedila. VOC se isparavaju i oslobađaju tijekom pripreme i sušenja tinte.
Kako bi smanjila emisije HOS-a, u posljednjih nekoliko godina, grafička industrija je usvojila tinte na-vodenoj bazi (upijajuće podloge manje od ili jednake 15% za kontrolu izvora ispušnih plinova; ne-upijajuće podloge manje od ili jednake 30%), tehnologija se također brzo razvila, ali budući da tinte na bazi vode-nisu u potpunosti nadvladale tehničke izazove u adheziji, vodootpornosti i sjaj, njihova trenutna primjena još uvijek je suočena s ograničenjima. Ovaj rad istražuje istraživanja o smanjenju emisija HOS-eva i tehnologijama-uštede energije, temeljenim na-tintama na bazi otapala koje se široko koriste u dubokom tisku.
Kontrola procesa tiskarske tinte
01/ Skladištenje
VOC kao što su tinta i otapala trebali bi biti pohranjeni u zapečaćenim spremnicima, koji bi trebali biti pokriveni i zapečaćeni, držani zapečaćeni i pohranjeni u namjenskim skladištima opasnih kemikalija. Temperatura u skladištima opasnih kemikalija trebala bi se po mogućnosti kontrolirati između 0 stupnjeva ~ 28 stupnjeva. Na krov skladišta mogu se postaviti krovovi za skladištenje vode ili cijevi za rashladnu vodu. Kada su vanjske temperature 30 stupnjeva ili više, raspršite vodu da ohladite temperaturu, održavajući unutarnju temperaturu ispod 28 stupnjeva. Skladišta opasnih kemikalija s odgovarajućim uvjetima trebaju biti opremljena klimatizacijskim-zaštićenim od eksplozije ili opremom za dovod zraka -zaštićenom od eksplozije, kontrolirajući temperaturu skladišta ljeti ispod 28 stupnjeva i iznad 0 stupnjeva zimi.
02/ Miješanje
Proces miješanja tinte i otapala trebao bi koristiti opremu za automatsko miješanje tinte i raditi u zatvorenom prostoru kako bi se smanjilo isparavanje uzrokovano izlaganjem. Ako uvjeti nisu ispunjeni, potrebno je poduzeti lokalne mjere prikupljanja plina u prostoriji za izolaciju, a ispušni plin treba dovoditi u sustav za obradu ispušnih plinova VOC-a putem ventilatora -otpornih na eksploziju i zatvorenih cjevovoda.
03/ Zaliha tinte
Nakon miješanja, tintu treba središnje prenijeti u jedinicu tiskarskog stroja pomoću zapečaćenih cjevovoda (idealno korištenje samo{0}}sustava). Jedinica za zahtjev trebala bi koristiti centraliziranu kontrolu viskoznosti na temelju upotrebe, a pneumatski ventil trebao bi automatski dodavati tintu u ladicu za tintu.
Za ne-cjevovodni prijenos tinte i otapala treba koristiti zapečaćene spremnike. Prilikom dodavanja tinte ili otapala u spremnik za tintu, treba koristiti regulator viskoznosti tinte -tipa jedinice kako bi otapalo ostalo zatvoreno unutar jedinice. Nakon dodavanja tinte, posudu s tintom treba odmah zatvoriti kako bi se smanjila emisija HOS-a tijekom procesa dovoda tinte.
04/ Tisak
Da biste smanjili -emisije ispušnih plinova na licu mjesta, ladice s tintom, bubnjevi s tintom i bubnjevi s otapalima trebaju biti pokriveni pokrovnim pločama. Brisači za gravuru trebali bi po mogućnosti koristiti zatvorene brisače ili mjere poput korištenja poklopaca spremnika s tintom ili promjene oblika otvora utora mogu smanjiti otvoreno područje sustava za dovod tinte. Proces ispisa trebao bi koristiti automatsku kontrolu viskoznosti tinte, omogućavajući mrežno praćenje viskoznosti tinte i automatsko doziranje otapala kako bi se smanjila učestalost ručnog otvaranja čepova tinte i minimizirale emisije VOC.
Jedinica za ispis trebala bi usvojiti mjere lokalnog skupljanja plina, s dovodom zraka koji se nalazi na donjem dijelu i na strani pogona. Nakon skupljanja ispušnog plina, ispušta se kroz zatvorene cjevovode u VOCs sustav za obradu ispušnih plinova.
05/ Grijanje peći
Zagrijavanje pećnice za duboki tisak čini oko 70% troškova paljenja stroja i ključno je za uštedu energije i smanjenje emisije. Nove visoko{2}}učinkovite plinske ovjesne ili polu-ovjesne pećnice nude izvrsne učinke sušenja i-uštede energije; Ako uvjeti dopuštaju, preferiraju se zračne toplinske pumpe ili miješanje vode-električne energije (pare). Ulazni i povratni zračni kanali trebaju koristiti unutarnju cirkulaciju ili LEL automatsku kontrolu. Pećnica treba biti dobro zatvorena kako bi se smanjio ispušni plin i gubitak topline uzrokovan curenjem zraka. Tijekom rada, volumen zraka treba prilagoditi kako bi se održao blagi negativni tlak unutar pećnice.
06/ Očistite drugom pločom
Duboki tisak zahtijeva čišćenje ploča kada je narudžba dovršena ili su proizvodi zamijenjeni. Tijekom čišćenja pokušajte koristiti malu količinu otapala za brzo čišćenje tijekom rada valjka za ploče. Za daljnje čišćenje najbolje je koristiti ultrazvučni čistač za automatsko čišćenje u zatvorenom prostoru. Proizvedeni ispušni plin skuplja se lokalno i ispušta kroz zatvorene cjevovode u VOC sustav za obradu ispušnih plinova.
Ploče s tintom za ispis, posude s tintom, pokrovne ploče itd. mogu uvelike smanjiti emisije HOS-a uzrokovane otapalima koja se koriste tijekom čišćenja raspršivanjem teflona. Kroz znanstveno planiranje proizvodnih narudžbi, proizvodi istih specifikacija i varijanti proizvode se centralizirano, smanjujući učestalost zamjene valjaka ploča i minimizirajući emisije HOS-eva.
07/ Proizvodno okruženje
Proizvodno okruženje za duboki tisak treba kontrolirati između 18~28 stupnjeva i vlažnosti od 45%~65%, s unutarnjim i vanjskim okruženjima održavanim pod blagim negativnim tlakom (unutarnji negativni tlak) kako bi se smanjilo istjecanje HOS-a.
Poboljšan ispušni sustav za tiskarske strojeve
Uređaj za sušenje sastoji se od pećnice, ventilatora, zračnog ventila, zračnog kanala, mlaznice za zrak i drugih komponenti. Vrući zrak se upuhuje izravno na podlogu kroz mlaznicu, a film otapala na površini podloge je oštećen mlazom vrućeg zraka. Otapalo u tinti tada curi kroz šuplje dielektrične pore i isparava na vanjsku stranu sloja tinte. Dio topline prenosi se kao latentna toplina, dok se drugi dio prenosi unutar tijela supstrata kondukcijom, a preostala toplina na kraju se zrakom prenosi iz peći.
Proces sušenja vrućim zrakom opreme za duboki tisak složen je proces prijenosa mase i topline. Kvaliteta ispisa ne ovisi samo o brzini vrućeg zraka, temperaturi vrućeg zraka, debljini tinte, ispušnom sustavu i temperaturi i vlažnosti okoliša, već također uvelike utječe na karakteristike podloge, sastav i karakteristike tinte te strukturu peći za sušenje.
Kako bismo poboljšali ukupnu iskoristivost topline u pećnici, implementirali smo sljedeća poboljšanja:
(1) Koristite izoliranu pećnicu s izolacijskim slojevima od filca od keramičkih vlakana na stijenkama kućišta, čime se osigurava izolacija koja reflektira toplinu i smanjuje gubitak topline u sustavu za sušenje.
(2) Mlaznica pećnice odgovara valjku za vođenje od legure tiskarskog stroja. Kroz metalni vodeći valjak apsorbira i prenosi toplinu kao drugo, povećavajući kontaktnu površinu s registracijskim materijalom i poboljšavajući iskorištenje energije.
(3) Ugradite izmjenjivač topline povratnog zraka za izmjenu topline između vanjskog ispušnog zraka i ulaza pećnice za grijanje, vraćajući ispušteni vrući zrak. Time se smanjuje sadržaj otapala u ulaznom zraku, a istovremeno se postiže sekundarna ponovna uporaba vrućeg zraka. Ova metoda može povratiti oko 65% vrućeg zraka i smanjiti emisije otpadnog zraka za približno 30%.
(4) Koristeći prednosti niske donje koncentracije ispušnih plinova i visoke gornje koncentracije ispušnih plinova, donji ispušni kanal se uvodi u gornji ispušni način, smanjujući gornji ispušni zrak iz zatvorenog prostora. Ispitivanja pokazuju da svaki tiskarski stroj smanjuje emisiju ispušnih plinova za oko 12.000 kubnih metara na sat.
(5) Korištenjem jedinice ili lokalne LEL tehnologije, gornji ispušni sustav automatski prilagođava volumen cirkulirajućeg zraka na temelju koncentracije, smanjujući emisije otpadnog zraka. Pod stabilnim radom, ovo rješenje smanjuje emisije ispušnih plinova za 40%.
Projektiranje postrojenja za obradu ispušnih plinova (VOC).
HOS ispušni plin dubokog tiska karakterizira niska koncentracija i veliki volumen zraka. Nakon usporedbe različitih rješenja, odabrali smo sustav za obradu ispušnih plinova s dva-stupanjska rotaciona koncentracija zeolita + tri-spremnika RTO (regenerativna oksidacijska peć). Korištenje dvo-stupanjskog klizača za koncentriranje i povećanje koncentracije HOS-a u procesnim plinovima omogućuje RTO samoodrživ-rad i smanjuje potrošnju prirodnog plina.
Rotacijska koncentracija i učinkovitost uklanjanja zeolita je 90%~95%. Kada koncentracija HOS-eva u ispušnim plinovima prijeđe 500 mg/m³, adsorpcija koncentracije s jednostupanjskom-protočnom cijevi više ne može jamčiti zahtjev od 40 mg/m³ za ispušne VOC-ove iz dimnjaka Manji od ili jednak s. Dvo-stupanjski pokretač dizajniran je za obavljanje sekundarne adsorpcije plina koji je adsorbirao prvi-stupanjski pokretač, povećavajući učinkovitost adsorpcije kotača na 98,5% i značajno smanjujući emisije HOS-a. Upotrebom dizajna RTO (peći za regenerativnu oksidaciju) s tri-spremnika, učinkovitost uklanjanja VOC-a može premašiti 99%, uvelike poboljšavajući okoliš.
Ušteda energije sustava za obradu ispušnih plinova (VOC).
Operativnim upravljanjem, poboljšanjem opreme i energetskim recikliranjem sustava za obradu ispušnih plinova (VOC) postiže se smanjenje VOC-a i ušteda energije.
01/ Dvo-stupanjski rotacijski koncentrat zeolita
Dvo-stupanjski rotacijski uređaj za koncentraciju zeolita dizajniran je s dva prva-proizvoda (A1 i B1) i dva druga-stupnja protočka (A2 i B2). Zrak za desorpciju iz klienta prvog-stupnja ulazi izravno u RTO sustav, dok zrak za adsorpciju iz klienta prvog-stupnja ponovno-ulazi u klient drugog-stupnja za sekundarnu adsorpciju (A1 adsorpcijski zrak ulazi u A2, B1 adsorpcijski zrak ulazi u B2). Adsorpcijski zrak iz klienta drugog-stupnja ispušta se izravno u ispušni dimnjak, a zrak za desorpciju iz klienta drugog-stupnja uvodi se u ulaz klienta prvog-stupnja kako bi se pomiješao s izvornim procesnim otpadnim plinom. (Slika 1 shematski prikaz dvo-stupanjske rotacijske koncentracije zeolita), ključne točke za-operacije uštede energije su sljedeće:
Slika 1. Shematski dijagram principa dvo-stupanjskog zeolitnog koncentratora
(1) Podešavanje brzine kotača: Pri pokretanju, općenito je postavljeno na oko 30 Hz. Tijekom rada, može se prilagoditi na temelju protoka zraka. Na primjer, kada je protok zraka nizak i koncentracija niska, prilagodite frekvenciju rotacijskog motora kotača kako biste smanjili brzinu rotacije, povećali koncentraciju, postigli samo-balansiranje RTO izgaranja i uštedjeli prirodni plin; obrnuto, povećajte brzinu vrtnje kako biste poboljšali adsorpcijski učinak kotača i osigurali da emisija ispušnih plinova zadovoljava standard.
(2) Redovita zamjena ulaznog filtra kotača (filtarska vrećica): Razlika tlaka na ulazu kotača ne smije prelaziti 75 mmAQ. Redovitim čišćenjem ili zamjenom, razliku tlaka treba kontrolirati na 25 mmAQ ili niže što je više moguće, što može uštedjeti opterećenje ventilatora sustava.
(3) Podešavanje temperature kotača: Ulazna temperatura desorpcije kotača postavljena je na 180 stupnjeva. Ovu temperaturu kontrolira gornji dio RTO komore za izgaranje, pomoću proporcionalnog ventila i kutije za miješanje za stabilizaciju ulazne temperature desorpcije kotača. Ako je ulazna temperatura desorpcije ispod 115 stupnjeva, to će rezultirati niskom učinkovitošću desorpcije; ako prelazi 225 stupnjeva, predstavljat će sigurnosnu opasnost. U tom slučaju, oprema se mora prisilno zaustaviti, a visokotlačni-sustav CO2 se automatski pokreće da ohladi kotač kako bi se osigurala sigurnost.
02/ Tro-komorni RTO (regenerativni toplinski oksidator)
RTO (Regenerativni toplinski oksidator) uključuje tri glavne funkcije: skladištenje topline, toplinsku oksidaciju i izgaranje. "Skladištenje topline" dolazi iz regenerativnog medija u RTO. U domaćim keramičkim regenerativnim sustavima učinkovitost iskorištenja topline je već iznad 97%. Princip rada je zagrijavanje organskih ispušnih plinova na iznad 790 stupnjeva, uzrokujući oksidaciju hlapljivih organskih spojeva (VOC) u ispušnim plinovima i razgradnju na ugljični dioksid i vodu. Toplina nastala tijekom oksidacije pohranjuje se u keramičkom regenerativnom mediju, uzrokujući zagrijavanje medija i skladištenje topline. Toplina pohranjena u keramičkom regenerativnom mediju koristi se za predgrijavanje naknadno pristiglih organskih ispušnih plinova, što je proces "otpuštanja topline" keramičkog regenerativnog medija, čime se štedi potrošnja goriva u procesu zagrijavanja ispušnih plinova.
Tro-komorni RTO koristi prebacivanje ventila i radi ciklički u tri stupnja. U prvom stupnju, ispušni plin se prethodno zagrijava kroz regenerativnu komoru 1, a zatim ulazi u komoru za izgaranje radi izgaranja. Ispuh u komori za izgaranje (općenito se održava na 800-850 stupnjeva) podvrgava se oksidaciji i razgradnji, a sav preostali neobrađeni plin u regenerativnoj komori 2 vraća se-nakon pročišćavanja u komoru za izgaranje radi spaljivanja (funkcija pročišćavanja). Razgrađeni ispušni plin ispušta se kroz regenerativnu komoru 3, dok se regenerativna komora 3 zagrijava (kao što je prikazano na slici 2, shematski dijagram trokomornog RTO).
Slika 2: Shematski dijagram tri-spremnika RTO (regenerativna oksidacijska peć).
Glavna radna potrošnja energije RTO (Regenerative Regenerative Oxidation Furnace) je električna energija i prirodni plin. Pod istim radnim uvjetima, znanstveno operativno upravljanje i poboljšanja mogu postići uštedu energije i smanjenje emisije:
(1) Podešavanje vremena preklopnog ventila RTO: Kada postoji velika temperaturna razlika ili pretjerano visoka temperatura (npr. preko 1000 stupnjeva) između regenerativnog sloja RTO i zone hlađenja, prilagodite i skratite ciklus preklopnog ventila RTO (općenito postavljen između 1,5 i 2 minute) kako biste osigurali ravnomjernu distribuciju topline kroz komoru za izgaranje, postigli kontrolu temperature RTO peći i uštedjeli troškove električne energije.
(2) Prilagodite tlak usisnog zraka: kada je temperaturna razlika između srednjeg i gornjeg sloja RTO mala ili je temperatura srednjeg sloja relativno visoka (750 stupnjeva), vrijednost tlaka na ulazu zraka u sustav može se povećati kako bi se povećala frekvencija ventilatora, povećala temperaturna razlika, smanjila temperatura u srednjem sloju i poboljšala učinkovitost obrade HOS-eva; Kada postoji velika temperaturna razlika između donjeg i srednjeg sloja RTO, tlak na ulazu zraka može se podesiti kako bi se smanjila frekvencija ventilatora sustava i uštedjela električna energija.
(3) Modifikacija otvora za svježi zrak: RTO sigurnosni dizajn. Kada temperatura komore za izgaranje RTO poraste iznad zadane vrijednosti, automatski se otvara zaklopka svježeg zraka, snižavajući temperaturu komore za izgaranje uvođenjem vanjskog zraka niske-temperature uz povećanje volumena zraka za obradu ispušnih plinova. Kroz-dubinsko istraživanje usvojili smo modificirani dizajn ventilacijskog kanala za svježi zrak, koristeći ispušne plinove s dna jedinice tiskarskog stroja (na sobnoj temperaturi). Na taj način, uz ispunjenje cilja hlađenja, nismo povećali obradu ispušnih plinova i smanjili potrošnju električne energije.
(4) Rad isključivanja: Kada se sustav za obradu ispušnih plinova isključi i isključi, RTO temperatura ostaje na 400 stupnjeva. Zahvaljujući izolacijskom učinku unutarnjeg sloja za pohranu topline, potrošnja prirodnog plina se smanjuje kada se jedinica ponovno pokrene.
03/ Toplinska cirkulacija
Tijekom rada HOS sustava za obradu ispušnih plinova, temperatura ispušnih plinova u dimnjaku je oko 200 stupnjeva. Kako bi se maksimalno iskoristila energija, izmjenjivač topline je instaliran na cijevima koje ulaze u dimnjak za povrat ispušne topline.
Prilikom projektiranja izmjenjivača topline moraju se uzeti u obzir mjere zaštite od suhog gorenja i niske{0}}temperature. Na primjer, temperaturu dimnih plinova na izlazu iz izmjenjivača topline s rebrastim cijevima kontinuirano nadzire toplinski otpornik. Ako je temperatura ispod zadane temperature, izmjenjivač topline se zaobilazi. Izlazna temperatura cirkulirajuće vode kontinuirano se prati i kontrolira pomoću otpornika; ako temperatura premaši zadanu temperaturu, izmjenjivač topline se zaobilazi. Slika 3 prikazuje shemu povrata topline HOS-eva.
Slika 3 Shema povrata topline HOS-eva
Upravljanjem pumpe i spremnika za skladištenje s cirkulirajućom vodom, obnovljena topla voda se zatim ponovno koristi u tiskarskom stroju i dodaje u pećnicu, smanjujući potrošnju energije za ispis. Zimi se topla voda koristi i za grijanje proizvodnih i uredskih prostora, čime se omogućuje recikliranje energije.
Održavanje i servisiranje
HOS-ovi sustavi za obradu ispušnih plinova imaju složene strukture, visoku razinu automatizacije i višestruke sigurnosne blokade. Tijekom rada treba provoditi sveobuhvatnu inspekciju svaka dva sata, uz temeljitu evidenciju inspekcije. Bilo kakvu nenormalnu buku, porast temperature ili stopu emisije treba odmah riješiti. Uz operativne patrole, specijalizirana inspekcijska oprema kao što su infracrvene termovizijske kamere, ispitivači vibracija, ampermetri, itd., trebala bi se koristiti za profesionalne preglede kako bi se rano otkrili abnormalni znakovi i omogućile pravovremene i učinkovite mjere, osiguravajući kontinuirani i stabilan rad VCOs sustava za obradu ispušnih plinova. Ključne točke za svakodnevno održavanje su sljedeće:
(1) Ventilatori i motori prijenosa: važna oprema može koristiti mrežno mjerenje temperature, dok druga može mjeriti temperaturu tjedno; Ulje za podmazivanje treba dolijevati svaka tri mjeseca; Ležajevi se mijenjaju svakih 5 godina.
(2) Automatski (pneumatski) ventili: filtri i odvodni ventili ugrađeni su u cjevovod komprimiranog zraka; Krug zraka koristi namjensko ulje za podmazivanje komprimiranim zrakom; Ventili regulatora tlaka instrumenata i filtri tjedno se provjeravaju radi ispuštanja otpadnih voda.
(3) Ventilator: na impeler ventilatora utječe prianjanje uzrokovano česticama prašine i drugim čimbenicima, pa se-provjera i čišćenje na licu mjesta obavljaju svakih šest mjeseci.
(4) Tijelo peći ROT: vanjska stijenka RTO-a se pregledava i jednom godišnje ponovno nanosi premaz otporan na toplinu; Unutrašnjost se otvara svake dvije godine kako bi se provjerilo stanje regenerativnih opeka, a po potrebi se vrše popravci ili zamjene.
(5) Brtvljenje: Svakih šest mjeseci pregledajte brtvene prstenove rotacijskih kotača od zeolita, pogonske lance rotacijskih motora od zeolita i brtve automatskog kontrolnog ventila.
(6) Visokotemperaturne-komponente: Nakon otprilike 2 godine rada, internu-temperaturnu sondu RTO-a treba zamijeniti; Izvršite brtvljenje i kalibraciju nulte-položaja proporcionalnih ventila visoke-temperature i obavite održavanje ili zamjenu sustava prekidača za paljenje prema vremenskim uvjetima.
(7) Kalibracija LEL-a: VOCs ispušni ulaz LEL zraka kalibrira se kvartalno kako bi se izbjegla odstupanja koja bi mogla utjecati na točnost kontrole sustava.
(8) Cirkulirajuća voda: Cirkulirajuća voda za povrat topline treba se omekšati ili pročistiti, potpuno ispustiti i zamijeniti tijekom godišnjeg isključivanja.
(9) Mjerači tlaka prirodnog plina, sigurnosni ventili, alarmi za zapaljive plinove, manometri komprimiranog zraka itd. moraju biti kalibrirani i označeni strogo u skladu sa zakonima i propisima.