Как да решим проблема с изгорелите газове при дълбокия печат? Тук идва пълното ръководство за управление от източника и процеса до управлението-на{-живота!
Дълбокият печат има зрели процеси, висока производствена ефективност, богати и многослойни печатни продукти и отлична производителност на оригинално възпроизвеждане, което го прави широко използван в индустрията за гъвкави опаковки. Нашата компания притежава седем усъвършенствани производствени линии за дълбок печат както в страната, така и в чужбина, с годишно производство от около 26 000 тона опаковъчно фолио. В тази статия авторът провежда задълбочено-проучване на намаляването на изгорелите газове (ЛОС) при дълбок печат и енергоспестяващите-технологии, като съчетава генерирането на изгорели газове при дълбок печат, контрол на производствения процес, подобряване на оборудването, обработка на отработените газове (ЛОС) и използване на източника на топлина, постигайки значителни икономически и социални ползи.
Източници на изгорели газове за дълбок печат
Мастилото на базата на-разтворител, използвано при дълбок печат, съдържа по-малко или равно на 75% ЛОС. За да се подобри ефективността на печат, към мастилото трябва да се добавят различни разтворители (етил ацетат, n-бутанол, изопропанол, n-пропил ацетат и др.), за да се смеси и разреди. ЛОС се изпаряват и освобождават по време на подготовката и изсъхването на мастилото.
За да се намалят емисиите на летливи органични съединения, през последните години печатарската индустрия възприе мастила на-водна основа (абсорбиращи субстрати По-малко от или равни на 15% за контрол на източника на изгорели газове; не-абсорбиращи субстрати По-малко или равни на 30%) технологията също се разви бързо, но тъй като мастилата на водна-основа не са преодолели напълно техническите предизвикателства по отношение на адхезията, водоустойчивостта и гланц, сегашното им приложение все още е изправено пред ограничения. Този документ изследва изследванията за намаляване на емисиите на летливи органични съединения и енергоспестяващи-технологии, базирани на мастила на базата на-разтворители, широко използвани в дълбокия печат.
Контрол на процеса на гравиране с мастило
01/ Съхранение
ЛОС като мастило и разтворители трябва да се съхраняват в запечатани контейнери, които трябва да бъдат покрити и запечатани, да се държат запечатани и да се съхраняват в специални складове за опасни химикали. За предпочитане е температурата в складовете за опасни химикали да се контролира между 0 градуса ~28 градуса. На покрива на склада могат да се монтират покриви за съхранение на вода или тръби за охлаждаща вода. Когато външните температури са 30 градуса или повече, напръскайте вода, за да охладите температурата, поддържайки вътрешната температура под 28 градуса. Складовете за опасни химикали с подходящи условия трябва да бъдат оборудвани с -взривобезопасна климатизация или взривобезопасно-оборудване за подаване на въздух, контролиращо температурата на склада през лятото до под 28 градуса и над 0 градуса през зимата.
02/ Смесване
Процесът на смесване на мастило и разтворител трябва да използва оборудване за автоматично смесване на мастило и да работи в затворено пространство, за да се намали изпарението, причинено от експозицията. Ако условията не са изпълнени, трябва да се предприемат местни мерки за събиране на газ в помещението за изолация и отработените газове трябва да се подават в системата за обработка на отработилите газове с летливи органични съединения чрез взривообезопасени вентилатори и запечатани тръбопроводи.
03/ Захранване с мастило
След смесване, мастилото трябва да се пренесе централно към блока на печатащата машина с помощта на запечатани тръбопроводи (в идеалния случай с помощта на -самопоточна система). Устройството за търсене трябва да използва централизиран контрол на вискозитета въз основа на употребата, а пневматичен клапан трябва автоматично да добавя мастило към тавата за мастило.
За не-тръбопроводен трансфер на мастило и разтворители трябва да се използват запечатани контейнери. Когато добавяте мастило или разтворител към резервоара за мастило, трябва да се използва регулатор на вискозитета на мастилото тип -, за да запазите разтворителя запечатан вътре в устройството. След добавяне на мастило кофата с мастило трябва да се затвори незабавно, за да се намалят емисиите на VOC по време на процеса на подаване на мастило.
04/ Печат
За да се намалят -емисиите на изгорели газове на място, тавите за мастило, варелите с мастило и варелите с разтворител трябва да бъдат покрити с покриващи плочи. Гравиращите чистачки за предпочитане трябва да използват затворени чистачки или мерки като използване на капаци на резервоара за мастило или промяна на формата на отворите на жлебовете могат да намалят отворената площ на системата за подаване на мастило. Процесът на печат трябва да използва автоматичен контрол на вискозитета на мастилото, позволявайки онлайн наблюдение на вискозитета на мастилото и автоматично дозиране на разтворителя, за да се намали честотата на ръчно отваряне на капачките на мастилото и да се минимизират емисиите на ЛОС.
Печатащият модул трябва да приеме локални мерки за събиране на газ, с всмукване на въздух, разположено в долната част и от страната на задвижването. След събиране на отработените газове, те се изпускат през затворени тръбопроводи към системата за обработка на отработилите газове с летливи органични съединения.
05/ Отопление на фурна
Отоплението на пещта за дълбок печат представлява около 70% от разходите за запалване на машината и е ключов фокус за пестене на енергия и намаляване на емисиите. Нови високо-ефективни фурни с газово окачване или полу-окачване предлагат отлични ефекти на сушене и-енергоспестяване; Ако условията позволяват, предпочитат се въздушни термопомпи или смесване на вода-електричество (пара). Входящите и връщащите въздуховоди трябва да използват вътрешна циркулация или LEL автоматично управление. Фурната трябва да бъде добре затворена, за да се намалят изгорелите газове и топлинните загуби, причинени от изтичане на въздух. По време на работа обемът на въздуха трябва да се регулира, за да се поддържа леко отрицателно налягане във фурната.
06/ Почистете с друга чиния
Дълбокият печат изисква почистване на плочата, когато поръчката е завършена или продуктите са заменени. По време на почистване, опитайте се да използвате малко количество разтворител за бързо почистване по време на работа с валяк за пластини. За по-нататъшно почистване е най-добре да използвате ултразвукова почистваща машина за автоматично почистване в запечатано пространство. Произведените отработени газове се събират локално и се изхвърлят през запечатани тръбопроводи към системата за пречистване на отработени газове с ЛОС.
Плочи за печатно мастило, кофи за мастило, покривни плочи и т.н. могат значително да намалят емисиите на летливи органични съединения, причинени от разтворители, използвани по време на почистване чрез пръскане с тефлон. Чрез научно планиране на производствените поръчки продуктите с едни и същи спецификации и сортове се произвеждат по централизиран начин, намалявайки честотата на смяна на плочата и минимизирайки емисиите на ЛОС.
07/ Производствена среда
Производствената среда за дълбок печат трябва да се контролира между 18~28 градуса и влажност 45%~65%, като вътрешните и външните среди се поддържат под леко отрицателно налягане (вътрешно отрицателно налягане), за да се намали изтичането на ЛОС.
Подобрена изпускателна система за печатни машини
Устройството за сушене се състои от пещ, вентилатор, въздушен клапан, въздуховод, въздушна дюза и други компоненти. Горещият въздух се издухва директно върху субстрата през дюзата и филмът на разтворителя върху повърхността на субстрата се поврежда от струята горещ въздух. След това разтворителят в мастилото се просмуква през кухите диелектрични пори и се изпарява към външната страна на слоя мастило. Част от топлината се прехвърля като латентна топлина, докато друга част се прехвърля вътре в тялото на субстрата чрез проводимост, а останалата топлина в крайна сметка се изнася от пещта чрез въздух.
Процесът на сушене с горещ въздух на оборудването за дълбок печат е сложен процес на пренос на маса и топлина. Качеството на печат зависи не само от скоростта на горещия въздух, температурата на горещия въздух, дебелината на мастилото, изпускателната система и температурата и влажността на околната среда, но също така значително влияе върху характеристиките на субстрата, състава и характеристиките на мастилото и структурата на сушилнята.
За да подобрим цялостното използване на топлината във фурната, внедрихме следните подобрения:
(1) Използвайте изолирана фурна с изолационни слоеве от филц от керамични влакна по стените на корпуса, осигуряващи изолация, която отразява топлината и намалява загубата на топлина в системата за сушене.
(2) Дюзата на пещта съответства на водещата ролка от сплав на печатарската преса. Чрез металната водеща ролка той абсорбира и пренася топлината на второ място, увеличавайки контактната площ с регистрационния материал и подобрявайки използването на енергия.
(3) Инсталирайте топлообменник за обратен въздух за обмен на топлина между външния отработен въздух и входа на нагревателната фурна, като възстановявате изходящия горещ въздух. Това намалява съдържанието на разтворител във входящия въздух, като същевременно се постига вторично повторно използване на горещ въздух. Този метод може да възстанови около 65% от горещия въздух и да намали емисиите на отпадъчния въздух с приблизително 30%.
(4) Възползвайки се от ниската долна концентрация на отработените газове и високата горна концентрация на отработените газове, долният изпускателен канал се въвежда в режим на горно изпускане, намалявайки горния изходящ въздух от закрито. Тестовете показват, че всяка печатна машина намалява емисиите на изгорели газове с около 12 000 кубични метра на час.
(5) Използвайки единица или локална LEL технология, горната изпускателна система автоматично регулира обема на циркулиращия въздух въз основа на концентрацията, намалявайки емисиите на отпадъчния въздух. При стабилна работа това решение намалява емисиите на отработени газове с 40%.
Проектиране на съоръжения за третиране на отработени газове (ЛОС).
Отработените газове от ЛОС при дълбок печат се характеризират с ниска концентрация и голям обем въздух. След сравняване на различни решения, ние избрахме дву-етапна система за въртеливо концентриране на зеолит + три-резервоар RTO (регенеративна оксидационна пещ) система за обработка на отработените газове. Използването на дву-етапен лост за концентриране и увеличаване на концентрацията на летливи органични съединения в процесните газове дава възможност за самоподдържаща се-работа на RTO и намалява консумацията на природен газ.
Ефективността на ротационна концентрация и отстраняване на зеолита е 90%~95%. Когато концентрацията на летливи органични съединения в отработените газове надвишава 500 mg/m³, едно-етапната адсорбция на концентрацията на циркуляра вече не може да гарантира изискването от 40 mg/m³ за летливи органични съединения в отработените газове на комина По-малко или равно на s. Дву-етапен плъзгач е проектиран да извършва вторична адсорбция на газа, адсорбиран от първия-степенен плъзгач, повишавайки ефективността на адсорбция на колелото до 98,5% и значително намалявайки емисиите на ЛОС. Използвайки RTO (пещ за регенеративно окисление) дизайн с три-резервоара, ефективността на премахване на VOC може да надхвърли 99%, което значително подобрява околната среда.
Енергоспестяване на системи за третиране на отработени газове (ЛОС).
Чрез оперативно управление, подобряване на оборудването и енергийно рециклиране на системи за обработка на отработени газове (ЛОС) се постига намаляване на ЛОС и спестяване на енергия.
01/ Дву-етапен зеолитен ротационен концентрат
Дву{0}}степенното въртящо се концентриращо устройство за зеолит е проектирано с два-първи етапа (A1 & B1) и два втори-етапа (A2 & B2). Въздухът за десорбция от първия-стъпален канал навлиза директно в системата RTO, докато адсорбционният въздух от първия-степенен канал влиза отново-във втория-стъпален канал за вторична адсорбция (А1 адсорбционен въздух влиза в А2, В1 адсорбционен въздух влиза във В2). Адсорбционният въздух от втория-стъпален канал се изхвърля директно в изпускателната тръба, а десорбционният въздух от втория-етапен канал се вкарва във входа на първия-стъпален канал, за да се смеси с първоначалния отпадъчен газ от процеса. (Фигура 1 Двустепенна схема на ротационно концентриране на зеолит), ключовите точки за енергоспестяващи-операции са както следва:
Фигура 1 Схематична диаграма на принципа на дву-етапния концентратор на зеолитното колело
(1) Регулиране на скоростта на колелото: При стартиране обикновено се настройва около 30Hz. По време на работа може да се регулира въз основа на въздушния поток. Например, когато въздушният поток е нисък и концентрацията е ниска, регулирайте честотата на въртене на двигателя на колелото, за да намалите скоростта на въртене, да увеличите концентрацията, да постигнете само-балансиране на RTO горенето и да спестите природен газ; обратно, увеличете скоростта на въртене, за да подобрите адсорбционния ефект на колелото и да гарантирате, че емисиите на отработени газове отговарят на стандарта.
(2) Редовна смяна на входния филтър на колелото (филтърна торба): Разликата в налягането на входа на колелото не трябва да надвишава 75 mmAQ. Чрез редовно почистване или подмяна, разликата в налягането трябва да се контролира на 25 mmAQ или по-ниско, доколкото е възможно, което може да спести мощността на системния вентилатор.
(3) Регулиране на температурата на колелото: Входящата температура на десорбцията на колелото е настроена на 180 градуса. Тази температура се контролира от горната част на горивната камера на RTO, като се използва пропорционален клапан и смесителна кутия за стабилизиране на входната температура на десорбцията на колелото. Ако температурата на входа на десорбцията е под 115 градуса, това ще доведе до ниска ефективност на десорбция; ако надвишава 225 градуса, това ще представлява опасност за безопасността. В този случай оборудването трябва да бъде спряно принудително и системата за високо-CO2 налягане се задейства автоматично, за да охлади колелото, за да се гарантира безопасността.
02/ Три-камерен RTO (регенеративен термичен окислител)
RTO (Регенеративен термичен окислител) включва три основни функции: съхранение на топлина, термично окисление и изгаряне. „Съхранението на топлина“ идва от регенеративната среда в RTO. В домашните керамични регенеративни системи ефективността на оползотворяване на топлина вече е над 97%. Принципът на работа е загряването на органичните отработени газове до над 790 градуса, което кара летливите органични съединения (ЛОС) в отработените газове да се окисляват и разлагат на въглероден диоксид и вода. Топлината, генерирана по време на окисляването, се съхранява в керамичната регенеративна среда, което кара средата да се нагрява и съхранява топлина. Топлината, съхранена в керамичните регенеративни среди, се използва за предварително загряване на последващите органични отработени газове, което е процесът на "освобождаване на топлина" на керамичните регенеративни среди, спестявайки разход на гориво в процеса на нагряване на отработените газове.
Три{0}}камерният RTO използва превключване на клапана и работи циклично на три етапа. В първия етап отработените газове се загряват предварително през регенеративна камера 1 и след това влизат в горивната камера за изгаряне. Отработените газове в горивната камера (обикновено поддържани при 800-850 градуса) претърпяват окисление и разлагане и всеки останал необработен газ в регенеративна камера 2 се издухва обратно-след пречистване в горивната камера за изгаряне (продухваща функция). Разградените отработени газове се изпускат през регенеративна камера 3, докато регенеративната камера 3 се нагрява (както е показано на фигура 2, схематична диаграма на трикамерен RTO).
Фигура 2: Схематична диаграма на RTO с три-резервоара (регенеративна окислителна пещ).
Основната оперативна консумация на енергия на RTO (Regenerative Regenerative Oxidation Furnace) е електричество и природен газ. При същите условия на работа научното оперативно управление и подобренията могат да постигнат енергоспестяване и намаляване на емисиите:
(1) Регулиране на времето на превключващия клапан на RTO: Когато има голяма температурна разлика или прекалено висока температура (напр. надвишаваща 1000 градуса) между регенеративния слой на RTO и охлаждащата зона, регулирайте и съкратете цикъла на превключващия клапан на RTO (обикновено настроен между 1,5 и 2 минути), за да осигурите равномерно разпределение на топлината в горивната камера, да постигнете контрол на температурата в пещта на RTO и да спестите разходи за електроенергия.
(2) Регулирайте налягането на входящия въздух: Когато температурната разлика между средния и горния слой на RTO е малка или температурата на средния слой е сравнително висока (750 градуса), стойността на налягането при входа на въздуха в системата може да се увеличи, за да се увеличи честотата на вентилатора, да се увеличи температурната разлика, да се намали температурата в средния слой и да се подобри ефективността на третиране на ЛОС; Когато има голяма температурна разлика между долния и средния слой на RTO, налягането при входа на въздуха може да се регулира, за да се намали честотата на вентилатора на системата и да се пести електроенергия.
(3) Модификация на вентилационния отвор за свеж въздух: безопасен дизайн на RTO. Когато температурата на горивната камера на RTO се повиши над зададената стойност, амортисьорът за свеж въздух се отваря автоматично, понижавайки температурата в горивната камера чрез вкарване на външен въздух с ниска-температура, като същевременно увеличава обема на въздуха за обработка на отработените газове. Чрез-задълбочени изследвания, ние възприехме модифициран дизайн на вентилационния канал за свеж въздух, използвайки отработените газове от дъното на блока на печатащата машина (при стайна температура). По този начин, докато постигаме целта за охлаждане, ние не увеличихме обработката на отработените газове и намалихме консумацията на електроенергия.
(4) Операция на изключване: Когато системата за обработка на отработените газове се изключи и изключи, температурата на RTO остава 400 градуса. Благодарение на изолационния ефект на вътрешния слой за съхранение на топлина, консумацията на природен газ се намалява при рестартиране на уреда.
03/ Термична циркулация
По време на работа на системата за третиране на отработените газове с ЛОС, температурата на отработените газове в комина е около 200 градуса. За да се увеличи максимално оползотворяването на енергията, топлообменникът е инсталиран на тръбите, влизащи в комина, за да се възстанови отработената топлина.
При проектирането на топлообменници трябва да се вземат предвид мерките за защита от сухо{0}}горене и ниска температура. Например температурата на изхода на димните газове на топлообменника с оребрена тръба се следи непрекъснато от термичен резистор. Ако температурата е под зададената температура, топлообменникът се заобикаля. Изходната температура на циркулиращата вода непрекъснато се следи и контролира от резистора; ако температурата надвиши зададената температура, топлообменникът се заобикаля. Фигура 3 показва схема на възстановяване на топлината на летливи органични съединения.
Фигура 3 Схема за възстановяване на топлината от ЛОС
Чрез контролиране на помпата и резервоара за съхранение с циркулираща вода, възстановената гореща вода след това се използва повторно в печатарската преса и се добавя към пещта, намалявайки консумацията на енергия за печат. През зимата топлата вода се използва и за отопление на производствени и офис площи, което позволява рециклиране на енергия.
Поддръжка и сервизиране
Системите за обработка на отработени газове с летливи органични съединения се отличават със сложни структури, високи нива на автоматизация и множество блокировки за безопасност. По време на работа трябва да се извършва цялостна проверка на всеки два часа с подробни записи за проверка. Всеки необичаен шум, повишаване на температурата или скорост на емисиите трябва незабавно да бъдат третирани. В допълнение към оперативните патрули, специализирано оборудване за инспекция като инфрачервени термовизионни камери, тестери за вибрации, амперметри и др., трябва да се използва за професионални инспекции за ранно откриване на необичайни признаци и улесняване на навременни и ефективни мерки, гарантиращи непрекъсната и стабилна работа на VCOs системата за обработка на отработените газове. Основните точки за ежедневна поддръжка са следните:
(1) Вентилатори и трансмисионни двигатели: важно оборудване може да използва онлайн измерване на температурата, докато други могат да измерват температурата седмично; Смазочното масло трябва да се допълва на всеки три месеца; Лагерите се сменят на всеки 5 години.
(2) Автоматични (пневматични) клапани: филтри и изпускателни клапани са монтирани в тръбопровода за сгъстен въздух; Въздушната верига използва специално смазочно масло със сгъстен въздух; Клапаните и филтрите за регулатор на налягането на инструмента се проверяват всяка седмица за изпускане на отпадни води.
(3) Вентилатор: Работното колело на вентилатора се влияе от адхезия, причинена от прахови частици и други фактори, така че-инспекцията и почистването на място се извършват на всеки шест месеца.
(4) Корпус на ROT пещта: Външната стена на RTO се инспектира и нанася повторно всяка година с топлоустойчиво- покритие; Интериорът се отваря на всеки две години, за да се провери състоянието на регенеративните тухли и се правят ремонти или подмени, ако е необходимо.
(5) Уплътнение: Проверявайте зеолитните уплътнителни пръстени на въртящите се колела, задвижващите вериги на зеолитните въртящи се мотори и уплътненията на автоматичния контролен клапан на всеки шест месеца.
(6) Компоненти за висока-температура: След около 2 години работа вътрешната сонда за висока-температура на RTO трябва да се смени; Извършете запечатване и калибриране на нулева -позиция на пропорционални вентили за висока-температура и извършете поддръжка или подмяна на системата за превключвател за горещо запалване.
(7) Калибриране на LEL: Входящият LEL отработен въздух за ЛОС се калибрира на тримесечие, за да се избегнат отклонения, които биха могли да повлияят на точността на управление на системата.
(8) Циркулационна вода: Циркулиращата вода за възстановяване на топлината трябва да бъде омекотена или пречистена, напълно източена и подменена по време на годишно спиране.
(9) Манометрите за природен газ, предпазните клапани, алармите за горими газове, манометрите за сгъстен въздух и т.н. трябва да бъдат калибрирани и етикетирани стриктно в съответствие със законите и разпоредбите.