西安昱昌武志強(qiáng)：旋轉(zhuǎn)式RTO在偏光片行業(yè)得以發(fā)
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10月29日，西安昱昌市場總監(jiān) 武志強(qiáng)受邀參加由TrendBank?勢銀?、明基材聯(lián)合主辦，四川龍華光電薄膜股份有限公司、深圳市君凌通科技有限公司協(xié)辦的“2020（第二屆）全球偏光片產(chǎn)業(yè)峰會(huì)”，并發(fā)表了題為《光學(xué)膜涂覆工藝末端廢氣治理新技術(shù)介紹》的主題演講。
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大家上午好，非常感謝勢銀提供這樣一個(gè)寶貴的交流平臺能和與會(huì)的行業(yè)大咖探討交流。借這個(gè)機(jī)會(huì)由我代表西安昱昌向大家介紹一下我司在光學(xué)膜涂覆行業(yè)做出的成績。本次匯報(bào)主要圍繞“RTO原理、昱昌旋轉(zhuǎn)式RTO優(yōu)勢技術(shù)、西安昱昌簡介”三個(gè)方面展開介紹西安昱昌在偏光片行業(yè)得以立足、得以發(fā)展的優(yōu)勢。當(dāng)前，環(huán)保形勢日漸嚴(yán)峻，RTO在越來越多的涂布企業(yè)都得到了應(yīng)用。下面簡單為大家介紹一下RTO的原理，有機(jī)廢氣是混合了涂布漿料中揮發(fā)的溶劑，烤干漿料后從烘箱排出，經(jīng)過廢氣管道送到RTO，通過RTO燃燒室高溫，將VOCs氧化使之分解為水和二氧化碳，氧化產(chǎn)生的熱量可以在RTO系統(tǒng)中重復(fù)利用。RTO技術(shù)最早在日韓、歐美得到應(yīng)用，最早出現(xiàn)的技術(shù)叫做兩床式RTO，主要結(jié)構(gòu)是2個(gè)蓄熱陶瓷填料床，燃燒室和4個(gè)廢氣切換閥。利用AB兩個(gè)蓄熱陶瓷填料床交替工作，加熱廢氣促使其分解，然后把熱量通過蓄熱陶瓷積蓄在系統(tǒng)中待用。多余的熱量再通過余熱回收系統(tǒng)返回給生產(chǎn)設(shè)備或者其他用熱裝置。不過兩床式RTO技術(shù)存在嚴(yán)重缺陷，就是沒有吹掃功能，因此尾氣排放無法滿足現(xiàn)在的高標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保要求。為了解決處理效率低的問題，在兩床式RTO再加入一個(gè)用來吹掃的填料床床C床，吹掃功能的出現(xiàn)能夠顯著提高凈化效率，隨之出現(xiàn)的還有5床、9床等形式的RTO。隨著RTO設(shè)備填料床增加，投入成本、占地面積和運(yùn)營成本也越來越高。在這種趨勢下，最早在日韓出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)式RTO技術(shù)，旋轉(zhuǎn)式RTO有12個(gè)陶瓷填料床，既能夠做到超低排放濃度，同時(shí)也能夠大幅減少占地面積和降低運(yùn)營成本。以下，我們羅列了不同的階段出現(xiàn)的RTO技術(shù)的參數(shù)對比，可以看到旋轉(zhuǎn)式RTO在各項(xiàng)指標(biāo)上具有明顯的優(yōu)勢。尤其針對凈化效率這一點(diǎn)來講，目前國家標(biāo)準(zhǔn)是1996年頒布的大氣污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，要求排放小于120mg/m3，現(xiàn)在天津的標(biāo)準(zhǔn)是80mg/m3，北京和上海的印刷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是50mg/m3，已經(jīng)遠(yuǎn)低于歐美、日韓的標(biāo)準(zhǔn)了。舉個(gè)例子，一臺光學(xué)膜涂布機(jī)正常的廢氣排量大概在20000m3/h，如果按照一小時(shí)消耗50-60公斤的溶劑的情況下，需要達(dá)到98%以上的凈化效率，才可以做到50 mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，國家環(huán)保形勢越來越嚴(yán)格，不光是涂布企業(yè)面臨考驗(yàn)，同時(shí)要求我們的設(shè)備精益求精。旋轉(zhuǎn)式RTO是怎么個(gè)旋轉(zhuǎn)法呢？其實(shí)陶瓷填料床是不動(dòng)的，只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)閥在旋轉(zhuǎn)，它非常緩慢旋轉(zhuǎn)，平均2-3分鐘轉(zhuǎn)一周，通過旋轉(zhuǎn)閥改變氣流方向，從而改變陶瓷填料床的蓄熱、放熱功能，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、出氣、吹掃3個(gè)功能輪流的切換。昱昌旋轉(zhuǎn)式RTO優(yōu)勢技術(shù)目前西安昱昌已經(jīng)得到了市場的廣泛認(rèn)可，截至到10月底已簽訂可公開案例已達(dá)376套，今年截止到10月底產(chǎn)值已達(dá)3.15億，創(chuàng)造了歷史新高。西安昱昌環(huán)境能在競爭激烈的環(huán)保設(shè)備市場上立足，我總結(jié)了幾個(gè)點(diǎn)，也是西安昱昌的核心優(yōu)勢技術(shù)。首先西安昱昌聯(lián)合橡膠所研發(fā)了一種特殊配方橡膠，用來制作旋轉(zhuǎn)閥的密封墊，具有耐高溫、耐酸堿腐蝕的特性。化工行業(yè)尤其是制藥行業(yè)的廢氣組分非常復(fù)雜，多數(shù)含硫含氯，容易對橡膠密封墊產(chǎn)生腐蝕，影響密封效果，而這種特殊橡膠能夠有效的抗腐蝕。旋轉(zhuǎn)閥的密封性能直接決定了旋轉(zhuǎn)式RTO的處理效果。密封墊最高的使用使命設(shè)計(jì)在5年左右，可根據(jù)磨損情況來進(jìn)行更換，西安昱昌同時(shí)設(shè)計(jì)了一套快換裝置，可以減少更換時(shí)間。
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第二點(diǎn)是保溫性能。RTO作為一套能產(chǎn)生熱量裝置，如果說保溫性能不好，直觀的后果就是浪費(fèi)能源，因此保溫性能是RTO的一個(gè)非常關(guān)鍵的性能參數(shù)。西安昱昌的旋轉(zhuǎn)式RTO采用了容重大于200kg的保溫模塊，能做到爐體表面不大于60度，也就是夏天的時(shí)候，也不會(huì)燙手的狀態(tài)。我們也做了相關(guān)熱力學(xué)的分析，設(shè)定表面有5米每秒的風(fēng)吹過，可以看到在迎風(fēng)面和背風(fēng)面之間會(huì)有一個(gè)明顯的溫差，這個(gè)損耗大概是在1.4×104 W/㎡的熱量損耗。如果外面加上鼎天保溫罩殼的話，就能做到是0.5×104 W/㎡，有效降低熱量散失達(dá)60%以上。西安昱昌在這幾年的設(shè)備工程經(jīng)驗(yàn)中逐步提高關(guān)鍵零部件的各項(xiàng)性能，在2019年推出的關(guān)于RTO的國家標(biāo)準(zhǔn)里要求，RTO熱效率不得低于95%。熱效率是通過進(jìn)氣口和排氣口和燃燒室的溫度計(jì)算得到，不得低于95%也就要求進(jìn)出口溫差小于60度，西安昱昌的旋轉(zhuǎn)式RTO能夠做到的是進(jìn)出口溫差小于30度。第三點(diǎn)是余熱回收。VOC在RTO中分解產(chǎn)生大量的燃燒熱，除了部分用于蓄熱陶瓷熱量補(bǔ)充外，還可通過余熱回收系統(tǒng)給涂布設(shè)備供熱?？墒褂貌煌墓岱绞脚c現(xiàn)有的涂布設(shè)備加熱方式配合。常見的余熱回收方式有熱水、熱風(fēng)、導(dǎo)熱油、蒸汽等。第四是防硅型RTO的設(shè)計(jì)，一些涂布企業(yè)生產(chǎn)用硅膠體系膠水或者硅油，這兩類物質(zhì)主要成分是硅氧烷及其聚合物，經(jīng)過涂布烘箱烘烤，會(huì)有少量硅氧烷揮發(fā)，進(jìn)入RTO焚燒后會(huì)產(chǎn)生硅粉堵塞的現(xiàn)象。我們也設(shè)計(jì)了特殊結(jié)構(gòu)，保障RTO可以使用水沖的辦法清理硅粉，便捷可靠，減少停機(jī)時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。第五是管道風(fēng)壓波動(dòng)。針對于光學(xué)膜涂布，部分企業(yè)使用氣浮式風(fēng)箱，要求上下吹嘴之間的風(fēng)壓一致，風(fēng)壓波動(dòng)會(huì)使料膜在烘箱內(nèi)上下抖動(dòng)，產(chǎn)生劃傷瑕疵、影響產(chǎn)品質(zhì)量。我們針對這些特殊要求，為每臺涂布機(jī)做獨(dú)立排風(fēng)，在RTO旁邊設(shè)計(jì)緩沖罐，盡量減少壓力波動(dòng)，可以做到管道內(nèi)風(fēng)壓波動(dòng)在正負(fù)15Pa范圍。第六是關(guān)于減風(fēng)增濃的技術(shù)。西安昱昌核心人員具有常年的涂布機(jī)、印刷機(jī)設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，能夠針對市場上常見的進(jìn)口機(jī)、國產(chǎn)機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行減風(fēng)改造。涂布機(jī)排風(fēng)量越大則RTO越大，運(yùn)營成本和投入成本也會(huì)相應(yīng)提高。所以需要我們盡量把排風(fēng)減少，進(jìn)行減風(fēng)改造。第一種辦法是調(diào)節(jié)涂布機(jī)二次回風(fēng)風(fēng)門的方法，提高熱風(fēng)循環(huán)量，減少排風(fēng)。這種辦法的好處是結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)，壞處是減風(fēng)不徹底。第二種辦法是將高濃度和低濃度廢氣分開處理，一般涂布機(jī)前三節(jié)到前四節(jié)已經(jīng)完成90%以上溶劑的揮發(fā)，剩下的高溫固化區(qū)和低溫區(qū)幾乎已經(jīng)沒有VOC的排放了，可以把前4節(jié)烘箱排放的高濃度廢氣進(jìn)入RTO處理，后幾節(jié)烘箱的低濃度廢氣進(jìn)入余熱換熱器加熱后，當(dāng)做新風(fēng)接入每一個(gè)烘箱。這種辦法的優(yōu)勢是減風(fēng)徹底，RTO設(shè)備選型減小，運(yùn)營和投入成本減少，劣勢是只適用于電加熱或者熱風(fēng)爐加熱的涂布機(jī)。
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第三種減風(fēng)的辦法是串風(fēng)，就是把后段烘箱要排掉的廢氣直接進(jìn)入前一節(jié)烘箱，這樣做的好處是利用了后段烘箱廢氣的熱量，能夠減少涂布機(jī)能耗，弊端是管道和閥門一旦調(diào)好，改動(dòng)的工程量非常大，也對于操作人員的專業(yè)性和經(jīng)驗(yàn)要求非常高。第六是關(guān)于無組織廢氣的收集。根據(jù)最新頒布的無組織廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，要求配膠房和涂布頭的廢氣必須經(jīng)過處理才可以排放，要求非常嚴(yán)格。我們推薦在配膠房盡量把每臺分散機(jī)隔離開，盡量用小風(fēng)量的換風(fēng)或者高頻次的換風(fēng)減少混膠房內(nèi)的異味。如果所有的分散機(jī)在一個(gè)非常大的配膠房，按照一個(gè)小時(shí)10次到15次的換風(fēng)次數(shù)，整個(gè)配膠房排風(fēng)量達(dá)到1到2萬風(fēng)量，要處理到達(dá)標(biāo)排放的成本非常高。因此，把每個(gè)分散機(jī)做一個(gè)單獨(dú)的小房間隔離開，能夠有效減少無組織風(fēng)量。涂布頭廢氣也是很難收集，建議將涂頭做成單獨(dú)的隔間，獨(dú)立換風(fēng)，不要跟凈化車間的中央空調(diào)一起循環(huán)。由于VOC的比重比空氣大，因此需要上、下同時(shí)吸風(fēng)減少氣味，一定要注意上吸風(fēng)口不能太靠近料膜，否則容易表干。
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西安昱昌目前有260多名員工，其中研發(fā)人員60余人，博士碩士占比37%，在職設(shè)計(jì)人員具有多年的涂布機(jī)、印刷機(jī)、壓力容器從業(yè)經(jīng)驗(yàn)。西安昱昌目前已經(jīng)申報(bào)的專利有48項(xiàng)，其中已授權(quán)的發(fā)明專利2項(xiàng)、實(shí)用新型專利24項(xiàng)、外觀專利5項(xiàng)、軟件著作權(quán)4項(xiàng)。西安昱昌獲得了一系列相關(guān)資質(zhì)，比如說ISO質(zhì)量管理體系認(rèn)證，安全生產(chǎn)許可證和高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證。另外，西安昱昌還得到了政府層面上的認(rèn)可，比如西安昱昌公司及相關(guān)技術(shù)列入《2018年重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)名錄》；入選國家工信部頒發(fā)的符合《 環(huán)保裝備制造行業(yè)（大氣治理）規(guī)范條件》企業(yè)名單；入選國家環(huán)保部頒布的《 2020年綠色一帶一路技術(shù)儲(chǔ)備庫入選技術(shù)》名單。另外，西安昱昌也跟西安交大聯(lián)合成立了揮發(fā)性有機(jī)物污染控制材料與技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室。目前西安昱昌在鄠邑區(qū)擁有15000平米的生產(chǎn)基地，新建的楊凌生產(chǎn)基地預(yù)計(jì)12月底能投入使用，新工廠投入使用后，西安昱昌最大月產(chǎn)能達(dá)25臺（套）。目前西安昱昌的旋轉(zhuǎn)式RTO的應(yīng)用領(lǐng)域主要分布在塑料印刷、薄膜涂布、汽車涂裝、精細(xì)化工、橡膠制品、防水卷材等相關(guān)行業(yè)，截止到2020年10月底，可公開案例達(dá)到376臺，已運(yùn)行案例超過300臺。
來源：勢銀膜鏈