包装印刷生产安全---浓度把控最关键

点击:769  添加时间:2017-02-24 14:15:00  信息来源:

总量控制+最高浓度在线监控

企业的生产过程中“安全”第一重要的问题,安全生产关系着企业财产及员工生命安全,绝不能轻视。然而,安全生产通常意味着需要更多的投入,如何在保证安全生产的前提下,更少的投入资源,获取更多的利润是每个制造型企业都需要重点考虑的问题。

针对包装印刷行业生产过程中所产生VOCs废气是最重要的安全关注点。为保证安全,生产过程中所产生VOCs废气浓度不能超过其爆炸下限的25%(25%LEL)。在过去,包装印刷行业为了保证生产安全往往都采取加大排风量减少回风量的方法,这会导致能耗增加,企业隐形成本上涨。随着行业竞争激烈,削减隐形成本成为企业增加盈利的重要举措!从广东环葆嘉节能科技有限公司(以下简称环葆嘉)与上海灵博塑料包装有限公司(以下简称上海灵博)的合作案例中我们可以证实,减风节能方案确实能为企业带来新的利润点。在解决利润的问题后,很多企业的顾虑开始转向溶剂残留与生产安全的问题上。上海灵博的首台ESO运行检测报告已经很完美地向行业证明了---减风节能同样能保证产品质量,降低溶剂残留​。然而企业对ESO减风节能所形成的浓缩效应的安全问题仍然存在顾虑。下面我们就印刷设备在连接ESO后,如何保证生产安全,做一个详细的分析说明。


  一般来说,薄膜印刷工序中会包含1个白墨满版和若干个色墨版面。环葆嘉公司通过长期的用户调研发现,大部分印刷产品中色墨版面的溶剂挥发总量都不超过2个色墨满版的量,色墨满版的溶剂挥发量一般为白墨满版的30%~50%,白墨满版的溶剂挥发量最多,一般会占溶剂挥发总量的50%以上。可以看出印刷工序中产生高浓度VOCs废气的主要环节是白墨满版印刷。因此ESO与印刷设备连接后,沿ESO的进排风总管内气流走向,白墨满版是排在最后一位的,如图1所示。具体的,针对表印和里印的不同,里印时白版在最后一色,ESO进排风总管内气流走向是从放卷端到收卷端;表印则相反,白版在第一色,ESO进排风总管内气流走向是从收卷端到放卷端。

图1 ESO与印刷机连接示意图




ESO的选型是根据用户常规产品中溶剂挥发量最大的一种产品的印刷工艺参数来确定的。比如:某用户的8色印刷机,生产某产品时,溶剂挥发总量最大,约为70kg/h,溶剂成分乙酸乙酯、正丙酯等(此处为方便全部按乙酸乙酯,乙酸乙酯爆炸下限为85.7 g/N.m3),其中7个色墨版面溶剂挥发总量约30kg/h, 1个白墨满版溶剂挥发量约40kg/h。

下面就上述具体数据并结合图1,来说明一下ESO要如何才能保证生产安全。从总体上分析(暂时不考虑烘箱泄露的影响),溶剂挥发总量为70kg/h,要保证安全(废气浓度≤25%LEL,约21.4g/N.m3),排风总量(即新风补入量)应保证在3300N.m3/h以上。我们就以新风补入量为3300N.m3/h时分析一下印刷机各段烘箱内的浓度情况。

首先分析色墨版面,实际情况我们很难确定每个色墨版面的溶剂挥发量,因此我们将所有色墨版面的干燥烘箱作为一个相互串联的整体考虑,色墨版面溶剂挥发总量约30kg/h,那么只要1400N.m3/h的新风就可以保证任何一个色墨版面干燥烘箱内的浓度≤25%LEL,具体的再结合图1,其实就是要保证新风补入量≥1400N.m3/h,且每一个色墨版面的干燥风量≥1400N.m3/h。当新风补入量为3300N.m3/h时,只要保证每个干燥风量≥1400N.m3/h,那么所有色墨版面的烘箱内的气体浓度都会有较大安全余量。

再来分析白墨满版,不难计算出进入白墨满版的干燥烘箱前ESO进排风总管内(即图1中A点)的气体流量为3300N.m3/h,浓度为9.1g/N.m310.6%LEL),此气流即相当于白墨满版干燥烘箱的新风,此处溶剂挥发量40kg/h,要保证其干燥时烘箱内浓度不超标,此烘箱的干燥风量必须≥3300N.m3/h,即:干燥风量≥新风补入量。

最后再分析一下烘箱泄露对浓度的影响,实际上烘箱很难做到完全无泄漏,因此为保证车间的内生产环境,实际工作时烘箱内整体上是处于微负压状态,这样就会使车间内空气会通过烘箱的缝隙进入ESO内,这会导致最终ESO排风量的增加,会增加能耗,但对安全方面却是正面的影响,因为风量的增加会降低废气浓度。


以上分析中,对于干燥风量只是安全的角度进行分析,实际上干燥风量还会受烘箱结构、干燥的质量要求等因素所影响,因此在ESO选型时干燥风量的最终确定应该是综合考虑各种因素后取最大值。

通过以上分析可知,印刷机烘箱连接与其相匹配的ESO后,工作时只要根据溶剂挥发总量,设定合适的新风补入量,就可以从根本上保证整个干燥过程中安全,这就是总量控制。至于ESO如何具体的实现,这涉及到ESO三大核心技术:风压平衡控制技术、总量控制富集技术以及智能算法控制技术,此处就不多加赘述了。另外,我们可以发现整个干燥过程浓度最高的地方是在白墨满版干燥烘箱内,因此只需要在该干燥烘箱的排风管路上设置一个LEL检测点(如图1所示),并与ESO的安全保护控制程序联动,就可以得到双重的安全保证,实现经济、安全的双效平衡。

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