Oxydant thermique régénératif pour l'industrie des encres et des revêtements
I. Introduction à la production d'encre
La fabrication d'encres et de produits similaires désigne la production de substances colorées sous forme de pâte pour l'impression, ainsi que d'encres pour imprimantes et photocopieurs. Ces encres sont fabriquées par mélange, broyage et homogénéisation de pigments, de liants (tels que des huiles végétales, des huiles minérales, des résines et des solvants) et de charges.
Lors de la production, des solvants sont utilisés pour disperser et dissoudre les matériaux. Parmi les solvants courants, on trouve le toluène, le xylène, l'acétate d'éthyle, l'acétate de propyle, le n-propanol, l'isopropanol, l'éthanol anhydre, le polyuréthane, l'acétate de méthyléther de propylène glycol, etc.
Les principaux procédés de production comprennent le mélange, l'agitation, le broyage, la dispersion, le remplissage et le nettoyage. Parmi ceux-ci, le mélange, l'agitation et le broyage sont les principales sources d'émissions de COV.
II. Solution technique globale pour le traitement des gaz résiduaires contenant des COV dans la fabrication d'encres et de revêtements
1. Choix de la voie technologique de traitement
L'industrie de l'encre émet d'importants volumes de COV, dispersés de façon homogène. La composition des gaz résiduaires varie en fonction des procédés de production et des matières premières utilisées, ce qui pose des défis spécifiques en matière de traitement. Les entreprises doivent donc choisir les technologies de traitement adaptées à leurs conditions particulières.
Concentration typique de COV dans les gaz résiduaires d'une ligne de production d'encre : 900 à 1 500 mg/m³ ; débit d'air rejeté : 10 000 à 20 000 m³/h. Ceci correspond à un scénario d'émission de COV à volume d'air élevé et à concentration moyenne.
Compte tenu à la fois de la protection de l'environnement et des économies de coûts d'exploitation, le procédé de traitement proposé pour la gestion des gaz résiduaires des lignes de production d'encre est la « Filtration en amont + RTO ». Les étapes spécifiques sont les suivantes :
- Collecter les émissions de COV issues de divers procédés de production.
- Faire passer le gaz résiduaire organique mixte à travers un système de filtration en amont pour éliminer la poussière et les particules, empêchant ainsi le colmatage du lit céramique régénératif du RTO.
- Le gaz prétraité est acheminé par des canalisations vers un RTO rotatif pour une combustion à haute température, garantissant ainsi le respect des normes d'émission après traitement.
Figure 1 : Diagramme de flux du procédé de traitement des gaz résiduaires contenant des COV
2. Facteurs à prendre en compte pour le choix du matériel de traitement
1) Sélection des équipements de filtration
Les filtres secs sont généralement utilisés pour la filtration des gaz résiduaires. Les options standard comprennent les filtres primaires (G3/G4) et les filtres à moyenne efficacité (F5/F6), qui offrent une rétention de poussière élevée, une bonne perméabilité à l'air, une conception modulaire pour un assemblage facile et une longue durée de vie.
- Efficacité G3 : Pour les particules ≥ 5,0 μm, efficacité de filtration 70 % > E ≥ 50 % (équivalent à la norme américaine L5).
- Efficacité G4 : Pour les particules ≥ 5,0 μm, efficacité de filtration 90 % > E ≥ 70 % (équivalent à la norme américaine L6).
- Efficacité F5 : Pour les particules ≥ 1,0 μm, efficacité de filtration 50 % > E ≥ 30 % (équivalent aux normes américaines M9, M10).
- Efficacité F6 : Pour les particules ≥ 1,0 μm, efficacité de filtration 80 % > E ≥ 50 % (équivalent aux normes américaines M11, M12).
2) Sélection du matériel d'incinération
Les principales technologies d'incinération en aval sont l'oxydation à froid (RCO) et l'oxydation à froid (RTO). Compte tenu de la composition complexe des solvants utilisés dans la production d'encre, qui peut facilement entraîner l'empoisonnement et la désactivation du catalyseur, et du coût d'investissement élevé des systèmes RCO à haut volume d'air (avec une durée de vie typique du catalyseur d'environ 8 000 heures seulement et des coûts de remplacement élevés), l'oxydation à froid (RTO) est choisie comme méthode de traitement en aval.
Étant donné que la concentration en COV n'est que de 900 à 1 500 mg/m³, un RTO rotatif avec une consommation d'énergie autonome plus faible est choisi.
