一种印刷品胶装废气污染物的去除方法及装置与流程

1.本发明涉及一种印刷品胶装工艺的废气污染物的去除方法及装置，主要用于胶装印刷行业挥发性有机物(vocs)的吸附，属环境污染控制技术领域。


背景技术：

2.胶装机工作过程较简单，胶装是将印刷后的纸张打包成捆，压实后在纸张的背面刷胶装订，形成书籍等印刷品。装订时有时为了防止纸张脱页，需要根据将胶装一侧的纸张切除1-3mm，即“铣背”工序；为保证纸张上涂的胶尽可能均匀，提高胶装印刷品的牢固程度，需要将“铣背”后的纸张切成0.5-1.5mm锯齿形状，即“打毛”工序。胶装用胶一般是热熔胶，将热熔胶片放入胶锅中，通过电加热使热熔胶片在160℃左右条件下熔融，通过胶装机的胶轮将熔胶涂刷在纸张的背面，经压合，热熔胶冷却后即完成胶装工艺。
3.热熔胶片主要成分为树脂，以及少量的增粘剂、抗氧剂等成分。热熔胶片加热时多种有机组分如甲醛、苯系物、乙酸、乙酸乙酯、烃类等易析出并进入空气，少量组分在空气中凝结产生熔胶液滴，为细小的液态颗粒物，其他以挥发性有机物(vocs)的形式排放形成空气污染物。
4.目前绝大多数图文店胶装机工作过程中产生的空气污染物进行处理，仅利用简单的通风措施，直接将vocs排入大气。目前《涂料、油墨及胶粘剂工业大气污染物排放标准》(gb 37824-2019)已对印刷行业vocs排放进行相关规定，北京、上海、广东等地也对印刷行业vocs治理设施明确提出了要求。随着国家对vocs排放标准体系的进一步完善，胶装机vocs排放的治理刻不容缓。
5.我国对vocs控制起步较晚，目前国内外对vocs的治理技术主要分为物理方法、化学方法及生物法三类。物理方法主要通过物理方法，改变温度、压力或者采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法进行富集分离。化学方法主要是氧化法、燃烧法及催化燃烧法。而生物法主要通过微生物的降解作用处理vocs。根据印刷行业胶装机的工作特点，综合分析各类治理技术对胶装机vocs产生气量小、工作空间有限等特点的适用性、合理性及经济性等因素，选取采用吸附法进行vocs污染物治理。吸附法是治理工业有机废气污染的一种常用方法，利用吸附剂具有密集的细孔结构，内表面积大，对有机废气具有特殊的吸附性能，达到净化废气的目的。目前在吸附法治理有机废气的实际应用过程中常用的吸附剂为活性炭、沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶等物理吸附材料，原因是这些吸附剂呈孔状结构，比表面积大物理吸附作用强，适用范围宽。
6.沸石分子筛是一种比表面积大、孔径均匀、比孔容大的多孔性材料，对挥发性有机气体有较高的吸附容量。沸石分子筛易得且价廉，有阻力低、吸附效率高、易再生等优点，可同时吸附苯系物、烃类外，对乙酸、乙酸乙酯等极性分子有较好的吸附效果，作为吸附剂。


技术实现要素：

7.针对目前印刷行业胶装机缺少有效的废气治理设备等问题，本发明的目的在于提
供一种用于a4幅面的小型印刷行业胶装机废气污染物的去除方法，降低室内污染，且不影响胶装机正常工作。
8.基于此，本发明提供一种印刷行业胶装机废气污染物的去除方法及其装置，实现对颗粒物及vocs的同时去除。
9.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
10.本发明提供一种胶装机废气污染物的去除方法，包括下述步骤：
11.(1)收集胶锅上部的废气，然后通过经过滤装置去除废气中的熔胶液滴；其中，所述过滤装置为过滤网；
12.(2)去除熔胶液滴后的气体利用吸附剂模块吸附净化；其中，吸附剂模块采用的吸附剂材料为沸石分子筛；
13.(3)经步骤(2)的吸附剂模块吸附净化后的气体，通过排气泵排出。
14.所述吸附剂模块的吸附剂材料采用直径3mm-5mm的球形的成型沸石分子筛，孔径3nm以下的微孔，比表面积550m2/g以上，微孔体积0.3cm3/g以上；
15.所述方法中，所述过滤网网眼大小为15目-30目(透过直径为0.6mm-1.0mm)。过滤网尺寸可为150mm
×
150mm。
16.在本发明的一个实施方式中，所述方法中，所述吸附剂置于吸附装置内，吸附装置可采用300mm
×
150mm
×
150mm的固定床，空床流速为0.6m/s-1.0m/s，吸附剂模块置于所述固定床上；例如，可以将吸附剂装填为150mm
×
150mm
×
150mm的吸附剂模块，采用两个吸附剂模块。
17.为提高胶装废气收集效率，收集胶锅上部的颗粒物及vocs废气的集气罩的吸气口安装在胶锅上部10mm-20mm处，吸气口高度为30-50mm。
18.进一步地，吸附装置一侧开口，可装卸吸附剂模块；由于胶装机为间歇工作，吸附剂模块在胶装机停止运行时进行装卸；
19.进一步地，吸附剂更换时间为1000小时-3000小时，视胶装机工作频率定。
20.上述方法可通过一种胶装机废气颗粒物(熔胶液滴)及vocs污染物处理的装置实现，基于此，本发明还提供实现上述方法的胶装机废气颗粒物及vocs污染物处理的装置，包括集气罩1和吸附装置3，集气罩1的出口经废气管道2与吸附装置3的入口连接，吸附装置内自气体流向依次设有过滤装置4和吸附剂模块5；其中，过滤装置4为过滤网。
21.胶装机废气颗粒物(熔胶液滴)及vocs污染物处理的装置，其特征在于，所述过滤装置4的材质为不锈钢材质，网眼大小为15目-30目。
22.其中，所述吸附剂模块5的材料为沸石分子筛。
23.进一步的，所述集气罩1的吸气口安装在胶装机胶锅上部10mm-20mm处，吸气口高度为30-50mm。
24.进一步的，吸附装置3采用固定床装置，吸附剂模块5为设置在固定床内的一块或两块以上的装载吸附剂的方型模块。具体的，吸附装置3采用300mm
×
150mm
×
150mm的固定床，吸附剂模块5为吸附剂装填为150mm
×
150mm
×
150mm的模块；吸附剂模块数量可设置为两个。
25.所述吸附剂模块5的材料采用直径5mm球形的成型沸石分子筛，孔径3nm以下的微孔比表面积550m2/g以上，微孔体积0.3cm3/g以上。
26.吸附装置3一侧设置用于装卸吸附剂的开口。
27.胶装机工作时，首先通过电加热将胶锅内的热熔胶片加热熔融，并将温度保持在160℃，胶锅和胶轮处产生的废气污染物通过集气罩收集后，经过废气管道进入经过滤网去除细小熔胶液滴等，利用沸石分子筛作为吸附剂，处理废气中的vocs污染物，经去除颗粒物及vocs净化后的废气通过引风机排放。该方法吸附效果明显、体积小、能耗低、易操作，吸附剂再生简单且没有二次污染产生。
附图说明
28.图1为本发明胶装废气污染物吸附装置示意图。其中，1为集气罩，2为废气管道，3为吸附装置、4为过滤装置、5为吸附剂模块。
29.图2为非甲烷总烃去除效率随时间变化图。
具体实施方式
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面参照附图，结合具体的实施例对本发明作进一步地说明，以更好地理解本发明。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
31.下面通过结合附图对本发明做进一步说明。
32.如图1所示，本发明的用于印刷胶装废气处理的装置。主要包括集气罩1和吸附装置3，集气罩1的出口经废气管道2与吸附装置3的入口连接，吸附装置3内自气体流向依次设有过滤装置4和吸附剂模块5；其中，过滤装置为过滤网。所述过滤网4的材质为不锈钢材质，网眼大小为15目-30目(透过尺寸为0.6mm-1.0mm)。过滤网尺寸为150mm
×
150mm；
33.其中，所述吸附剂模块5的材料为沸石分子筛。
34.所述吸附装置3的出口与排气泵6连通。
35.胶装机正常工作时，集气罩1收集胶锅上部的熔胶液滴及vocs废气，进入废气管道2，废气管道2与吸附装置3连接，吸附装置内有不锈钢滤网4和吸附剂模块5，废气经不锈钢滤网4过滤去除熔胶液滴(废气中的熔胶颗粒物)，进入吸附剂模块5，经吸附净化后的气体通过排气泵6排出。
36.为提高胶装废气收集效率，集气罩1的吸气口安装在胶装机胶锅上部10mm-20mm处，吸气口高度为30-50mm；
37.吸附剂模块5的材料采用采用直径3-5mm球形的成型沸石分子筛，孔径3nm以下的微孔比表面积550m2/g以上，微孔体积0.3cm3/g以上；吸附装置采用300mm
×
150mm
×
150mm的固定床，空床流速为0.6m/s-1.0m/s；吸附剂模块采用吸附剂装填为150mm
×
150mm
×
150mm的模块，吸附剂模块数量设置为两个。吸附装置一侧开口，可装卸吸附剂模块；由于小型胶装机为间歇工作，吸附剂模块在胶装机停止运行时进行装卸。吸附剂更换时间为1000小时-3000小时，视胶装机工作频率定。
38.实施例1
39.一台a4幅面的小型胶装机，上述用于印刷胶装废气处理装置用于吸附处理其废
气，将集气罩安装在胶锅上部，集气罩高度50mm，罩口向内倾斜45
°
，胶锅上部的集气罩的吸气口开有小孔，孔径为3mm，开孔率40％，集气罩前胶锅上部废气设计流速为0.4m/s。收集后的废气经废气管道2进入吸附装置3，该吸附装置为一宽高各为150mm的密闭装置，一侧可打开，吸附装置前后分别有一内径20mm的管道。吸附装置的废气入口处为一层15目的不锈钢滤网，滤网可更换。吸附剂模块5的吸附剂采用直径5mm球形的成型沸石分子筛，孔径3nm以下的微孔比表面积为575m2/g，微孔体积0.313cm3/g。吸附剂模块采用吸附剂装填成为150mm
×
150mm
×
150mm的模块，吸附装置采用2个吸附剂模块。抽气泵设计流量120-240m3/h，压力为800-1500pa。
40.胶装机废气经吸附处理后非甲烷总烃排放浓度低于10mg/m3，去除效率在85％以上，如图2所示；苯排放浓度低于0.5mg/m3，甲苯与二甲苯排放浓度低于5mg/m3，苯系物去除效率90％以上，熔胶液滴去除效率99％以上。

技术特征：
1.一种印刷品胶装废气污染物的去除方法，包括下述步骤：(1)收集胶锅上部的废气，然后通过过滤装置去除废气中的熔胶液滴；其中，所述过滤装置为过滤网；(2)去除熔胶液滴后的气体进入吸附剂模块吸附净化；其中，吸附剂模块采用的吸附剂材料为沸石分子筛；(3)经步骤(2)的吸附剂模块吸附净化后的气体，通过排气泵排出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述过滤装置为一层不锈钢滤网，网孔尺寸为15目-30目；所述吸附剂模块的吸附剂材料为直径3mm-5mm的球形成型沸石分子筛，孔径3nm以下的微孔，比表面积550m2/g以上，微孔体积0.3cm3/g以上。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述吸附剂模块置于300mm
×
150mm
×
150mm的固定床内，空床流速为0.6m/s-1.0m/s。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：收集胶锅上部的熔胶液滴及vocs废气的集气罩的吸气口安装在胶装机胶锅上部10mm-20mm处，吸气口高度为30-50mm。5.一种胶装机废气熔胶液滴及vocs污染物处理的装置，其特征在于，包括集气罩(1)、和吸附装置(3)，集气罩(1)的出口经废气管道(2)与吸附装置(3)的入口连接，吸附装置内自气体流向依次设有过滤装置(4)和吸附剂模块(5)；其中，过滤装置(4)为过滤网。6.根据权利要求4所述的胶装机废气熔胶液滴及vocs污染物处理的装置，其特征在于，所述过滤网(4)的材质为不锈钢材质，网孔大小为15目-30目；所述吸附剂模块(5)的材料为沸石分子筛。7.根据权利要求4所述的胶装机废气熔胶液滴及vocs污染物处理的装置，其特征在于，所述集气罩(1)吸气口安装在胶装机胶锅上部10mm-20mm处，吸气口高度为30-50mm。8.根据权利要求4所述的胶装机废气熔胶液滴及vocs污染物处理的装置，其特征在于，吸附装置采用固定床装置，吸附剂模块(5)为设置在固定床内的一块或两块以上的装载吸附剂的方型模块。9.根据权利要求4所述的胶装机废气熔胶液滴及vocs污染物处理的装置，其特征在于，所述吸附剂模块(5)的材料采用直径3mm-5mm球形的成型沸石分子筛，孔径3nm以下的微孔比表面积550m2/g以上，微孔体积0.3cm3/g以上。10.根据权利要求4所述的胶装机废气熔胶液滴及vocs污染物处理的装置，其特征在于，吸附装置一侧设置用于装卸吸附剂模块的开口。

技术总结
本发明公开了一种用于印刷行业胶装机废气污染物的去除方法及装置。该方法，包括下述步骤：(1)收集胶锅上部的废气，然后通过过滤装置去除废气中的熔胶液滴；其中，所述过滤装置为不锈钢过滤网；(2)去除熔胶液滴后的气体进入吸附剂模块吸附净化，去除废气中的VOCs污染物；其中，吸附剂采用的吸附剂材料为沸石分子筛；(3)经步骤(2)的吸附剂模块吸附净化后的气体，通过排气泵排出。该方法吸附效果明显、体积小、能耗低、易操作，吸附剂再生简单且没有二次污染产生。污染产生。


技术研发人员：王凡 张凡 张辰 王洪昌 朱金伟 陈宇
受保护的技术使用者：中国环境科学研究院
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/7/27