凹版印刷 VOCs 废气净化治理联用工艺的技术研究与应用

摘要：针对凹版印刷行业挥发性有机化合物（VOCs）废气风量大、浓度低的特点，本文深入研究了活性炭吸附 - 催化燃烧联用净化处理和过热水蒸气脱附循烘干机环再生的印刷废气综合治理技术。详细阐述了该工艺的技术原理、工艺流程、设备配置、控制特点及应用价值，通过分析其运行效果，论证了该联用工艺在凹版印刷 VOCs 废气治理中的工程实用性，为行业绿色发展提供了烘干机技术支撑。

一、引言

凹版印刷作为包装、出版领域的重要工艺，在生产过程中会产生大量含挥发性有机化合物（VOCs）的废气。这些废气具有风量大、浓度低、成分复杂的特点，传统治理技术存在烘干机投资大、运行成本高、净化效率低等问题。因此，开发高效、节能、经济的 VOCs 废气治理技术对凹版印刷行业的可持续发展具有重要意义。

世一环境（SHIY ECO-TECH）研发的活性炭吸附 - 催化燃烧联烘干机用净化处理和过热水蒸气脱附循环再生技术，为凹版印刷 VOCs 废气治理提供了创新解决方案。本文将从技术原理、工艺设计、应用效果等方面对该联用工艺进行深入分析。

二、凹版印刷 VOCs 废气的产生与特性

（烘干机一）废气产生环节

凹版印刷过程中产生的有机废气主要来自两个环节：一是烘干油墨时干燥箱散发的有机溶剂尾气；二是印刷单元周围溶剂型油墨自然挥发的废气。其中，干燥箱烘干油墨过程是废气的主要产生源。

（二）废气特烘干机性分析

风量大：由于干燥箱受爆炸极限浓度值（LEL）的限制，废气排风量较大。浓度低：废气中有机污染物浓度通常在千分之几以下，属于低浓度废气。成分复杂：包含苯、二甲苯、丙酮、丁醇、乙酸乙酯（溶剂型油墨）以烘干机及乙醇、异丙醇、乙酸丁酯（无苯油墨）等多种污染物。

这种 “风量大、浓度低、成分杂” 的特性给废气治理带来了巨大挑战，传统治理技术难以满足环保要求且经济成本高昂。

三、活性炭吸附 - 催化燃烧联用 + 过烘干机热水蒸气脱附循环再生工艺技术原理

（一）工艺核心流程

该联用工艺主要包括三个关键阶段：活性炭吸附浓缩、催化燃烧氧化、过热水蒸气脱附再生，形成一个闭环的治理系统。

活性炭吸附阶段：大风量、低浓度的 VOCs 烘干机废气进入蜂窝状活性炭吸附床，废气中的有机污染物被活性炭微孔物理吸附，净化后的气体达标排放。催化燃烧阶段：当活性炭吸附饱和后，切换至催化燃烧单元。废气经预热后在贵金属催化剂作用下，于 250~350℃的烘干机温度下发生氧化反应，VOCs 被分解为 CO₂和 H₂O，同时释放大量反应热。过热水蒸气脱附再生阶段：利用过热水蒸气（温度＞100℃）对饱和活性炭进行脱附，将吸附的高浓度 VOCs 从活性炭中剥离。脱烘干机附出的高浓度 VOCs 废气可再次进入催化燃烧单元彻底氧化，或通过萃取精馏技术回收有机溶剂。

（二）关键技术参数

蜂窝状活性炭：比表面积 500~800m²/g，抗压强度＞1MPa，具有吸附容量大、风阻小烘干机、使用寿命长的特点。贵金属催化剂：以钯（Pd）、铂（Pt）为主要活性组分，起燃温度低（220℃左右），净化效率＞95%。过热水蒸气发生器：产生温度 120~180℃、压力 0.3~0.8MPa 的过热烘干机水蒸气，确保脱附效果。智能控制系统：实时监测 VOCs 浓度、温度、流量等参数，自动切换工艺模式，保障系统稳定运行。

四、工艺流程与设备配置

（一）工艺流程详解

废气收集：通过负压集气抽风系统将凹版印刷过程烘干机中产生的 VOCs 废气收集起来，送入治理系统。吸附浓缩：废气进入蜂窝状活性炭吸附床，进行 VOCs 吸附，净化后的气体直接排放。催化燃烧：当活性炭吸附饱和后，启动催化燃烧单元。废气经预热后进入催化剂烘干机床层，VOCs 发生氧化反应，同时释放热量。热量回收：催化燃烧释放的热量通过换热装置回收，用于预热待处理废气或脱附过程，实现能量循环利用。脱附再生：采用过热水蒸气对饱和活性炭进行脱附，脱附出的高浓度 烘干机VOCs 废气进入后续处理单元。溶剂回收（可选）：对脱附出的高浓度 VOCs 废气进行萃取精馏，回收高纯度有机溶剂，实现资源循环利用。

（二）主要设备配置

五、工艺优势与应用价值

（一）环保效益

高效净化：VOCs 去除率＞95%，完全满足《印刷工业大气污染物排放标准》（GB 41616-2022）及各地更严格的地方标准。资源循环：通过萃取精烘干机馏回收的有机溶剂纯度＞99%，可直接回用于印刷生产，实现 “污染物→原料” 的循环，减少资源消耗。

（二）经济效益

节能降耗：热量循环利用使系统能耗降低 30% 以上，催化燃烧的自供热特性进一步减少能源依烘干机赖。成本优化：活性炭循环再生减少耗材更换成本，设备运行成本比传统工艺降低 20%~40%。收益增值：资源回收产生的副产品收益可对冲治理成本，部分项目甚至能实现 “治理盈利”。

（三）社会价值

该工艺的应用烘干机有助于凹版印刷企业实现环保合规，提升企业 ESG（环境、社会、治理）表现，增强市场竞争力，推动行业绿色转型，契合国家 “双碳” 战略目标。

六、工程应用案例

案例：某包装印刷企业 VOCs 治理项目

项目规烘干机模：3 条凹版印刷生产线，废气风量 15 万 m³/h，VOCs 浓度 800~1200mg/m³。工艺配置：2 套 “活性炭吸附 - 催化燃烧联用 + 过热水蒸气脱附” 系统。治理效果：废气排放浓度烘干机＜30mg/m³，净化效率＞97%；年回收乙酸乙酯约 200 吨，节约原料成本超 100 万元；系统能耗降低 35%，年减少碳排放约 1200 吨；活性炭使用寿命延长至 3 年，危废处置成本减少 60烘干机%。

该案例充分证明了该联用工艺在凹版印刷 VOCs 废气治理中的工程实用性和显著效益。

七、结论与展望

活性炭吸附 - 催化燃烧联用 + 过热水蒸气脱附循环再生工艺是针对凹版印刷 VOCs 废气 “风量大烘干机、浓度低” 特点的创新解决方案，具有高效净化、资源循环、节能降耗等多重优势，在环保、经济和社会层面均具有重要价值。

未来，随着技术的不断创新，该工艺可在以下方面进一步优化：一是开发低成本、高性能的非贵金烘干机属催化剂；二是结合物联网、大数据技术实现智能运维；三是与余热回收、废水处理等系统集成，打造综合环境治理解决方案。

世一环境将持续致力于凹版印刷 VOCs 治理技术的研发与推广，为行业绿色发展贡献专业力量烘干机。

参考文献：

[1] 国家市场监督管理总局，国家标准化管理委员会。印刷工业大气污染物排放标准: GB 41616-2022 [S]. 北京：中国标准出版社，2022.

[2] 环境保护部。挥发性有机物（V烘干机OCs）污染防治技术政策 [Z]. 2013.

[3] 世一环境。凹版印刷 VOCs 废气治理技术白皮书 [R]. 2025.