Aplicação de oxidante térmico regenerativo na indústria gráfica
Aplicação de oxidante térmico regenerativo no tratamento de gases residuais na indústria gráfica
1. Características dos gases industriais e residuais
A indústria de impressão de embalagens flexíveis é uma das principais fontes de emissões de COVs (gases residuais) na indústria leve. Durante o processo de produção, utiliza-se uma grande quantidade de solventes orgânicos, especialmente na etapa de secagem, onde são gerados gases residuais contendo COVs. Compostos Orgânicos Voláteis é gerado continuamente. Com regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas, essa indústria impôs exigências maiores a tecnologias de tratamento de gases residuais eficientes e estáveis.
Características da indústria:
(1) A indústria gráfica apresenta grande volume de ar e alta concentração de emissões de COVs, exigindo que a eficiência de purificação do RTO atinja mais de 99,5%;
(2) Existe uma procura generalizada de recuperação de calor residual, e o “Oxidante Térmico Regenerativo A tecnologia de recuperação de calor residual (água quente, ar quente, vapor, óleo térmico, etc.) tem sido amplamente adotada;
(3) Fontes de gases residuais: emissões organizadas de fornos de impressão e fornos de máquinas de laminação, bem como emissões não organizadas de oficinas de impressão e salas de mistura de tintas;
(4) Componentes dos gases residuais: acetato de etila, acetato de n-propila, butanona (MEK), isopropanol, etanol, acetato de éter metílico de propilenoglicol (PGMEA);
(5) Rota do processo: coleta de gás não organizada + concentradores rotativos + redução e concentração de volume de ar organizado + válvula rotativa RTO + recuperação de calor residual.
2. Via de tratamento eficiente
1) Tecnologia de Controle e Coleta de Gases Residuais Não Organizados
O princípio fundamental do controle de gases residuais não controlados reside na coleta eficaz, alcançada por meio de um projeto adequado de organização do fluxo de ar:
① Garantir que o volume de ar de suprimento seja ≤ ao volume de ar de exaustão desorganizado (manter uma leve pressão negativa na oficina);
② Garantir que o suprimento de ar no lado de operação da máquina de impressão seja ≤ volume de exaustão de cada máquina (manter uma leve pressão negativa no nível do equipamento);
③ Instalar gabinetes para cada máquina de impressão e divisórias magnéticas entre as unidades de impressão a cores;
④ Instale sistemas de exaustão superior e lateral para capturar gases residuais não controlados em pontos-chave, como as saídas de descarga do forno.
2) Tecnologia de redução do volume de ar, concentração e economia de energia
O dispositivo de aquecimento e redução de volume de ar paralelo LEL, com circulação interna tipo caixa, é um sistema de ar quente projetado para máquinas de impressão de embalagens flexíveis. Ele pode reduzir significativamente o volume de ar de exaustão e aumentar a concentração de gases residuais.
Principais características técnicas:
① Todos os componentes de ar quente estão dispostos dentro de uma caixa isolada (espessura de isolamento de 50 mm), com canais de retorno de ar integrados para reduzir a perda de calor;
② Circulação interna secundária de ar de retorno com percursos de fluxo curtos para reduzir significativamente a resistência ao fluxo de ar;
③ Dois ventiladores para fornecimento e exaustão de ar ativos, com controle de frequência variável, permitindo o ajuste linear da taxa de redução e concentração;
④ Sistema de exaustão de piso de grande diâmetro para reduzir emissões desordenadas na oficina;
⑤ Tecnologia patenteada com redução e concentração de ar paralelas e independentes para cada unidade de cor, sem interferência mútua;
⑥ Monitoramento em tempo real do LEL para garantir uma operação segura e confiável.
3) Concentradores Rotativos
Gases residuais de baixa concentração podem ser concentrados de 8 a 30 vezes usando um concentrador rotativo, reduzindo o volume de ar para 1/8 a 1/30, e então enviados para o RTO (Operador de Transferência de Carbono Rotativo) para tratamento. Quando o gás residual passa pelos concentradores rotativos, os COVs (Compostos Orgânicos Voláteis) são adsorvidos por eles, e o ar purificado é descarregado pela chaminé. Em seguida, um pequeno volume de ar em alta temperatura é usado para dessorver os COVs do rotor, que são posteriormente enviados ao RTO para tratamento final.
Faixa de aplicação:
- Vazão: 10.000–200.000 m³/h
- Temperatura: ≤35°C
- Umidade relativa: ≤80% UR
- Concentração:
- (Eficácia do tratamento: 95%)
4) Métodos de recuperação de calor residual
O RTO não é apenas um dispositivo de purificação eficiente, mas também uma importante unidade de recuperação de energia. Quando a concentração de gases residuais atinge ≥1,5–2 g/m³, o sistema pode alcançar combustão autossustentável e gerar calor excedente recuperável.
Os métodos comuns de recuperação de calor residual incluem:
- Reutilização de ar quente
- Sistemas de água quente
- Sistemas de óleo térmico
- Sistemas de vapor
As empresas podem selecionar métodos de recuperação adequados de acordo com as necessidades de aquecimento dos equipamentos de impressão, permitindo a utilização em cascata de energia e reduzindo significativamente o consumo energético total.
3. Seleção e comparação de equipamentos RTO principais
Na indústria gráfica, a tecnologia RTO evoluiu de sistemas de dois e três leitos para sistemas rotativos. A comparação a seguir é baseada em uma capacidade de tratamento de 30.000 Nm³/h:
| Desempenho | Indicador | RTO de 2 câmaras | RTO de 3 câmaras | RTO rotativo | Observações |
|---|---|---|---|---|---|
| Avançado | Geração de tecnologia | 1ª geração | 2ª geração | 3ª geração | |
| Número de câmaras | 2 | 3 | 12 | ||
| Confiabilidade | Número de válvulas | 4 | 9 | 1 | |
| Tempos anuais de comutação de válvulas | 350.000 | 520.000 | / | A válvula rotativa opera continuamente sem comutação. | |
| Flutuação da pressão na tubulação | ±500Pa | ±250 Pa | ±25 Pa | ||
| Conformidade | Eficiência geral de purificação | 95% | 99% | 99,5% | |
| Faixa de concentração máxima | Padrão de emissão de 50 mg/m³ | ||||
| Eficiência energética | Área de transferência de calor | 100 m² | 145 m² | 95 m² | |
| Eficiência térmica | 90% | 95% | 96% | ||
| Tempo de aquecimento inicial | 2,5 horas | 3 horas | 2 horas | Partida a frio | |
| Concentração autossustentável | 2,5 g/m³ | 2,2 g/m³ | 1,8 g/m³ | Acetato de etila | |
| Economia | Volume de mídia cerâmica | 18 m³ | 26 m³ | 17 m³ | |
| Peso | 65 t | 102 t | 62 t | ||
| Praticidade | Pegada | C12×L7 | C16×L7 | C12×L7 | m |
O RTO rotativo de terceira geração demonstra desempenho geral superior em termos de eficiência de tratamento, eficiência térmica e confiabilidade operacional, tornando-se a escolha preferida de muitas empresas.
4. Resumo
Para a indústria de impressão de embalagens flexíveis, caracterizada por grande volume de ar, alta concentração e gases residuais de COVs sensíveis à energia, a solução integrada de “coleta precisa de gases não controlados + redução e concentração do volume de ar + concentração por rotor de zeólita + RTO + recuperação de calor residual” tornou-se a abordagem predominante.
Essa solução não só garante a conformidade estável com os padrões de emissão, como também reduz significativamente os custos operacionais por meio da recuperação de energia e da otimização do sistema, proporcionando benefícios tanto ambientais quanto econômicos.
Em um contexto de regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas, a seleção de tecnologias RTO mais eficientes, confiáveis e que economizem energia será um fator-chave para a transformação verde das empresas de impressão.