论文总字数：29827字

摘 要

某印刷厂有3000平方米的单层厂房一栋，采用凹印技术进行生产，车间废气尚未进行收集处理。本设计是针对某印刷厂生产过程中产生的VOCs废气进行收集处理的工程设计。

近年，对于VOCs的处理是环保行业的热点话题之一，不乏新兴的处理技术被应用到VOCs工程处理中。低温等离子降解技术和光催化分解技术是新兴技术中比较活跃的两个分支。低温等离子技术和光催化分解技术由于其对于污染物类型的选择性较低，具有一定的普适性、能耗较低等优点，被用于处理VOCs，并有不少成功案例。采用旋流板塔、过滤层对气体进行预处理以辅助后续工艺。

本设计利用术光催化分解技术设计光催化分解炉，气体采用推流的方式进入分解炉，并利用多重紫外灯管和触媒网对于气体分子进行氧化，紫外光子作用于触媒网上的TiO₂催化剂产生空穴-电子对，空穴-电子对与气体分子发生氧化还原反应，最终生成二氧化碳和水，至此进气的污染物去除率达到50%。

利用低温等离子技术设计低温等离子分解炉，气体同样采用推流的方式进入分解炉，并利用等离子体高能电子的直接撞击作用、活性基团与VOCs的反应以及紫外光子的作用对于污染物进行进一步氧化，将污染物气体分子最终氧化为二氧化碳和水。对于污染物的去除率达到65%。

经过处理后，印刷废气达到排放标准，利用排气筒排放至大气。

关键词：印刷废气，低温等离子，光催化分解

Abstract

A printing factory has a single-storey factory building of 3,000 square meters and uses gravure printing technology to produce it. The exhaust gas of the workshop has not yet been collected and processed. This design is an engineering design for the collection and treatment of VOCs produced during the production process of a printing plant.

In recent years, the treatment of VOCs is one of the hot topics in the environmental protection industry. There is no shortage of emerging processing technologies that have been applied to VOCs engineering processes. Low temperature plasma degradation technology and photocatalytic decomposition technology are two active branches in emerging technologies. Low-temperature plasma technology and photocatalytic decomposition technology have been applied to the processing of VOCs due to their low selectivity for pollutant types, their general applicability, low energy consumption, and many successful cases. The cyclone tower and the filter layer are used to pretreat the gas to assist in subsequent processes.

This design uses photocatalytic decomposition technology to design a photocatalytic decomposition furnace. The gas enters the decomposition furnace in a push-flow manner, and oxidizes the gas molecules with multiple UV lamps and catalytic meshes. The TiO2 catalyst that acts on the catalytic network due to ultraviolet photons generates air. The hole-electron pairs, hole-electron pairs and gas molecules undergo oxidation-reduction reaction, and eventually generate carbon dioxide and water, and thus the removal rate of the air pollutants reaches 50%.

The low-temperature plasma decomposition furnace is designed using a low-temperature plasma technology. The gas is also introduced into the decomposition furnace in a push-flow manner, and the pollutants are further oxidized by the direct impingement of plasma high-energy electrons, the reaction of reactive groups with VOCs, and the action of ultraviolet photons. The final oxidation of pollutant gas molecules to carbon dioxide and water. The removal rate of pollutants reached 65%.

After processing, the printing exhaust gas reaches the discharge standard and is exhausted to the atmosphere using the exhaust pipe.

Key words: printing off-gas, low temperature plasma technology,

photocatalytic decomposition technology

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

第二章 总体设计 4

2.1 设计任务 4

2.2 设计目的 4

2.3 设计资料 4

2.4 印刷车间VOCs种类及浓度确定 4

2.5 工艺比较选择 4

2.5.1 设计原则 6

2.5.2 工艺选择 6

2.5.3 工艺流程确定 9

第三章 设计计算 11

3.1 集气罩 11

3.2 旋流板塔 13

3.3 再过滤 18

3.4 光催化分解分解仪器 19

3.5 低温等离子分解仪器 24

3.6 风机 27

3.7 排气筒 28

第四章 总体布置 30

4.1 某印刷厂VOCs处理设施平面布置 30

4.2 立面布置 30

第五章 小结 31

致谢 32

参考文献 33

绪论

中国印刷行业近年来快速发展，08年至13年印刷总产值增幅达到19%，13年至15年增幅稍缓，总体呈较快增长趋势。行业发展的同时也会带来污染，仅仅是包装印刷一个行业年排放挥发性有机物超过了一百万吨。2016 至2017年开始在全国范围内进行环境监督，VOCs 的治理成为环保领域的热门词汇。凹版印刷和平板印刷中的胶印成为来了中国的主流核心生产方式。凹印油墨中被应用较多的是溶剂型油墨。溶剂型油墨利用挥发性有机物作为油墨的溶剂、稀释剂。在印刷工艺后期印刷工序完成后，会对承印物上的油墨进行烘干，使得溶剂、稀释剂等从承印物上挥发至空气中，使得墨迹附着在承印物上。挥发至空气的挥发性有机物给生产车间工人健康带来威胁，必须进行处理。有调查显示，有很大一部分印刷工厂没有印刷尾气处理。少部分印刷工厂会有通风系统，将车间内空气与室外空气进行交换，这个做法对车间工人的健康相较于不设置换气的车间有较大改善，但是从印刷车间排除的挥发性有机物没有经过系统收集处理便排放至大气，对于厂区周边的大气环境会带来较大影响。2013年提出的“大气十条”对于挥发性有机物的控制提出了明确的要求。近年北京、广东、天津等省市颁布了对于印刷行业或是其他相关挥发性有机物的地方标准。从某种程度来说，在政策方面我国的挥发性有机物污染得到了一定程度的重视。另外，环保二字最近成为了社会的热点话题，人们的环保意识正在渐渐觉醒，对于生活及工作环境的要求渐渐提高。再者，近年来市面上的环保设备公司接连推出各种类型的处理挥发性有机物的成套设备，从侧面说明目前市场上对于挥发性有机物污染处理的需求较高。各迹象表明，挥发性有机物污染的治理迫在眉睫。

2015年修订通过的《大气污染防治法》提出按照有关标准对挥发性有机物排放进行控制，并对相关的违规行为进行相应的处罚。我国现在颁布关于固定源排放的标准四十余项，其中涉及VOCs控制的约占三分之一。北京、广东、天津等省市也相继推出颁布了地方标准。考虑到VOCs气体状况的综合性，对于VOCs 治理建立完整的技术体系较为困难，所以目前的状况是涉及挥发性有机物的具体行业标准还存在盲区。不够完善的VOCs行业控制标准成为了我国VOCs污染控制管理发展的一个不小的绊脚石。不管是生产厂方还是监管部门对具体的污染治理都缺乏可供研习的标杆。又因为污染的工况各不相同，所以难以准确到位地选择治理方案，可能会造成治理效率不高并导致资源浪费。

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