沸石转轮+RTO技术在印刷有机废气处理中的应用研究
（佛山市腾源环保科技有限公司，广东佛山528300）
摘要：本文分析了沸石转轮联合RTO（蓄热式焚烧炉）技术，探究其在印刷行业有机废气（VOCs）处理中的实际应用。沸石转轮凭借其特殊结构和性能巧妙地将废气中的污染物吸附并浓缩，降低了后续RTO系统的能耗负担，而RTO技术利用高温氧化的方式彻底净化了沸石转轮浓缩后的废气。本文从实际案例分析该组合工艺处理印刷行业常见的大风量与低浓度废气时，展现出的卓越性能，这种设计使RTO系统即使在废气浓度出现波动时也能够有条不紊地连续运行。虽然该技术的前期设备采购与安装等方面的投资较高，而且沸石转轮在长期使用过程中需要定期维护，但从长远看，因其运行成本较低，能为环保事业带来明显的效益，且与国家“双碳”目标高度符合，所以对印刷行业迈向绿色转型之路具有推动作用，成为该行业可持续发展的重要技术支撑。
关键词：沸石转轮；RTO；印刷废气；VOCs；热回收
文献标志码：A DOI：10.20025/j.cnki.CN10- 1679.2025- 21- 29
引言
印刷行业是VOCs排放的重点领域，其废气成分繁杂且排放量大，严重威胁着大气环境和人体健康。活性炭吸附及催化燃烧等传统处理技术，针对低浓度和大风量的废气，通常很难满足治理需求。而沸石转轮+RTO组合工艺，借助“吸附浓缩一高温氧化”的协同运行，巧妙克服了单一技术的短板。本文通过解析该工艺的技术原理，并结合实际案例分析与效益评估，深入探讨该组合工艺在印刷行业的应用潜力，希望能够为印刷行业实现绿色升级提供切实可行的技术参考，帮助行业向环保之路迈出坚实的步伐。
1 沸石转轮+RTO技术的原理与工艺流程
1.1 沸石转轮技术的原理
在印刷废气中，甲苯、乙酸乙酯与醇类等低浓度的VOCs，会在转轮的吸附区被沸石孔隙凭借选择性吸附作用捕获，净化后的气体能够直接达标排放。当转轮转到脱附区时，180∼220℃的高温热风会反向吹扫，将VOCs从沸石里解吸出来，形成浓缩倍数一般在10∼20倍的高浓度废气。然后脱附后的转轮进入冷却区，等温度降到20∼40℃时，就恢复了吸附能力，因而可以循环使用。该技术不使用活性炭这类耗材，避免固废的产生。该技术对低浓度与大风量废气的处理效率很高，吸附效率超过90%，是印刷行业治理VOCs的重要前处理技术。
1.2 RTO技术的原理
废气先经过由陶瓷填料构成的蓄热体，被预热到600∼700℃，然后进入燃烧室，在760∼850℃的高温下完全氧化成CO2和H2O。氧化后的高温尾气再次通过蓄热体，把热量储存下来用于预热新进入的废气，热回收效率能达到95%以上。这样的设计使RTO系统不用额外燃料就能稳定运行，特别适合处理经沸石转轮浓缩后的高浓度废气。与传统焚烧技术相比，该技术的能耗明显更低，燃烧温度还能有效分解二英等持久性有机污染物，符合《印刷工业大气污染物排放标准》（GB41616- 2022）的严格要求。
1.3 组合工艺流程
预处理阶段收集的废气进入预处理单元，首先会经过袋式过滤器，去除废气中的油墨粉尘以及纸屑等颗粒物，防止这些颗粒物堵塞沸石转轮的孔隙。然后，再通过换热器或冷却塔，把废气温度调节到20∼40℃，使废气温度符合沸石转轮的最佳工作条件，避免高温使沸石的吸附性能降低。
在吸附和浓缩阶段，经过预处理的废气进入沸石转轮的吸附区，VOCs被沸石分子筛高效吸附，净化后的气体能够达标排放。转轮转到脱附区时，180∼220℃的高温热风反向吹扫，解吸出沸石中的VOCs，形成高浓度废气，浓缩倍数达到10∼20倍。脱附后的转轮进入冷却区，温度恢复到20∼40℃后，就又能够继续循环使用，保证了吸附效率的稳定。
在RTO焚烧和热回收阶段，浓缩后的废气进入RTO燃烧室，在760∼850℃的高温下被完全氧化为CO2和H2O，确保VOCs得到彻底分解。氧化后的高温尾气通过蓄热体储存热量，用于预热新进入和废气，热回收效率高达95%以上。尾气经过余热回收后可以达标排放，余热还能循环用于车间供暖及工艺加热或发电，从而实现了节能减排[1]。
2 沸石转轮+RTO技术在印刷行业的应用案例
2.1 案例一：大型包装印刷企业的废气治理突破
某大型包装印刷企业长期受高风量、低浓度的VOCs废气处理难题困扰。以往采用的传统处理方法很难符合严苛的环保排放标准，并且运行成本高昂，设备还需要频繁维护，严重阻碍了企业的可持续发展。在引入沸石转轮+RTO技术后，企业的困境明显得到改善。沸石转轮的吸附性能卓越，能够将废气中的VOCs浓缩，浓缩倍数可达20倍，把原本低浓度的废气转化为高浓度废气，大幅提高了后续处理效率。而RTO系统利用高温氧化的原理，可以将浓缩后的高浓度VOCs废气彻底焚烧，分解为无害的CO2和H2O。VOCs去除率超过99%，远优于传统处理工艺。不仅如此，该系统配备的先进热回收装置的热回收效率高达90%，焚烧产生的热量能够回收再利用，使企业的运行成本降低40%。同时，沸石转轮与RTO系统的稳定性与可靠性高，可以长时间连续、稳定地运行，减少了设备的故障与停机时间，有力地保证了企业的正常生产秩序。这一成功案例为大型包装印刷企业提供了高效节能的废气处理方案，并树立了行业典范，推动着印刷行业向绿色、环保及可持续的方向发展。
2.2 案例二：书刊印刷车间的环保升级
某书刊印刷车间在生产过程中产生的VOCs废气成分复杂，含有醇类与酯类等多种有害物质，且风量相对较小。传统废气处理技术对这种复杂成分的废气处理效果不佳，无法满足严格的环保排放标准。企业为了解决这一问题，采用沸石转轮+RTO技术。沸石转轮凭借其独特的分子筛结构及出色的吸附性能，能够针对多组分废气进行有效吸附和浓缩，并富集废气中的VOCs，为后续的RTO处理创造有利条件。RTO系统凭借其耐高温腐蚀的特性，在高温环境下稳定运行，并将浓缩后的高浓度VOCs废气彻底焚烧分解，VOCs的去除率超过98%，排放浓度低于20mg/m³，完全符合地方环保标准。该技术的应用不仅有效地解决了书刊印刷车间的废气污染问题，改善了车间的工作环境，还提高了企业的环保形象和社会责任感。此外，沸石转轮与RTO系统的稳定运行，降低了企业的环保管理成本，从而为企业的可持续发展奠定了基础。
2.3 案例三：柔性版印刷企业的绿色转型
某柔性版印刷企业在生产时会产生大量大风量、低浓度的VOCs废气。传统废气处理方式处理这种低浓度废气的效率低，能耗与药剂消耗大，导致运行成本居高不下。为了降低生产成本，提高企业的经济效益和环保水平，该企业决定采用沸石转轮+RTO技术。沸石转轮通过高效吸附作用，可将废气中的VOCs浓缩，使原本低浓度的废气浓度提高至1000mg/m³，为后续的RTO处理提供充足的“燃料”。RTO系统利用高温氧化原理，可在短时间内将浓缩后的高浓度VOCs废气彻底焚烧分解，实现了废气的高效处理。非常值得关注的是，该系统通过先进的热回收技术实现了焚烧热量的回收再利用，达到零燃料消耗，明显降低了企业的能源成本。与此同时，由于沸石转轮与RTO系统运行稳定、处理高效，企业的环保达标率明显提高，避免了因环保问题面临的罚款与停产风险，而且该技术的投资回收期短，小于3年，从而为企业带来可观的经济效益。这一成功案例为柔性版印刷企业提供了极具吸引力的环保解决方案，推动了整个行业的技术升级与绿色发展[2]。
3 沸石转轮+RTO技术的应用优势与挑战
3.1 技术优势
沸石转轮特殊的分子筛结构如同精密的滤网，对VOCs废气具有强大的吸附能力，无论废气中的VOCs成分是简单还是复杂，都能够被高效捕获。经过沸石转轮浓缩后的高浓度VOCs废气进入RTO系统，利用高温氧化原理迅速且彻底地被分解为无害的CO2和H2O。在实际应用中，该技术组合的VOCs去除率大多能达到95%以上，在很多场景甚至超过99%，使企业的废气排放稳定达到严格的环保标准，使企业无需再为环保问题担忧。
RTO系统配备的高效热回收装置堪称节能利器，在废气焚烧时大量原本会被浪费的热量得到回收，并将这些回收的热量用于预热即将进入系统的废气，从而使能源消耗大幅降低，企业对外部能源的依赖也随之减少。这种热能回收机制的效率能达到90%以上，不仅践行了企业的环保理念，还降低了企业运行成本，实现了节能和环保的双重目标。
沸石转轮对废气中的VOCs成分有着出色的适应性，无论是单一成分的废气，还是包含多种成分的复杂废气，都能顺利进行吸附和浓缩。而RTO系统凭借其耐高温与耐腐蚀的特性，能够从容应对不同行业与不同工艺产生的各种废气，像大风量、低浓度以及成分复杂的废气都没问题，所以该技术在包装印刷、书刊印刷与柔性版印刷等众多行业中得到了广泛应用。
沸石转轮与RTO系统在设计和制造工艺方面十分先进，赋予了其极高的稳定性与可靠性。在正常运行时，该系统可以长时间持续、稳定地工作，设备故障与停机时间大幅减少，且系统维护相对简单，日常只需做好定期检查与保养工作，例如要按时更换沸石转轮的吸附材料、清理RTO系统的燃烧室等，明显降低了企业的维护成本与管理难度[2]。
3.2 技术挑战
沸石转轮与RTO系统是先进的废气处理设备，其研发、制造及安装过程都需要投入大量资金，对于资金实力有限的中小企业形成了巨大的资金压力，在一定程度上限制了这项技术在中小企业中的推广应用。
为了确保系统稳定运行并达到高效的处理效果，沸石转轮与RTO系统对运行条件有着严格的要求，进入系统的废气，其温度、湿度与压力等参数都需要精准控制，如果这些参数出现偏差，就可能影响沸石转轮的吸附性能，也会降低RTO系统的燃烧效率。除此之外，系统的管理与维护需要专业的操作人员，所以对操作人员的技术水平要求较高。
沸石转轮在吸附阶段的能耗较低，但是在再生阶段却需要消耗一定能量来解吸吸附的VOCs。如果再生能耗过高，系统的整体运行成本就会增加，从而降低技术的经济性。因此，如何优化沸石转轮的再生过程、降低再生能耗，成为该技术急需解决的重要问题。
对于含有高沸点、易聚合VOCs的特殊废气，沸石转轮的吸附效果可能会大打折扣，RTO系统在处理过程中也容易出现结焦与堵塞等问题。此外，对于含有卤素元素的VOCs废气，在RTO系统高温燃烧时可能会产生二英、氟化氢等有毒有害副产物，这就需要额外的处理措施来避免二次污染，无疑增加了技术应用的复杂性与成本[4]。
4 经济效益与环保效益分析
4.1 经济效益
RTO系统凭借高效的热能回收机制，将废气焚烧产生的热量进行回收再利用，明显降低了企业对外部燃料的依赖，从而大幅削减了燃料费用的支出，使企业的运行成本大幅下降。如某包装印刷企业引入该技术后，每月燃料的成本降低了30%。与此同时，沸石转轮高效的吸附性能减少了废气处理中药剂的使用，从而降低了成本，并且系统的稳定运行减少了设备故障和停机时间，保证了生产的连续性，间接降低了企业的生产成本。
另外，该系统的投资回收快。尽管沸石转轮与RTO系统的前期设备投资较高，但因其出色的废气处理效果与运行成本的明显降低，使企业可以在较短时间内收回成本。一般投资回收期在2∼3年，部分运营良好的企业甚至更短。比如一家书刊印刷企业，只用2年就实现了投资的回收，从而为后续的发展积累了资金。
同时，企业的竞争力明显提高。企业采用沸石转轮+RTO技术轻松满足了严苛的环保标准，避免了因环保问题遭受罚款及停产风险，保证了正常的生产秩序。而良好的环保形象还能提高企业的社会声誉，吸引更多注重环保的客户，赢得更大的市场份额，带来长期、稳定的经济效益。如某柔性版印刷企业利用该技术使市场份额一年内增长了20%。
4.2 环保效益
该技术对废气中VOCs去除效率极高，能够明显降低了大气中的VOCs浓度，使污染物排放锐减，改善了区域的空气质量，保护了公众健康。某工业园区应用该技术后，其周边空气中的VOCs浓度降低了60%，有效减少了空气污染相关疾病的发生。
同时，使温室气体的排放降低。利用RTO系统焚烧VOCs虽然产生一定二氧化碳，但高效的热能回收减少了外部能源的消耗，间接地降低了能源生产产生的温室气体排放，从而对缓解全球气候变暖具有积极意义。
另外，推进了资源的循环利用。热能回收的热量可用于企业供暖、蒸汽生产等其他生产环节，实现了能源的循环利用，提高了资源利用效率，践行了可持续发展理念。同时，助力了行业的绿色发展。随着沸石转轮+RTO技术在印刷等行业的广泛应用，推动了这些行业向绿色、环保、可持续方向发展，推动产业升级转型，从而为环境保护和经济协同发展贡献力量[5]。
5 结语
沸石转轮+RTO技术具备众多突出优势迅速成为企业治理VOCs的绝佳选择，该技术通过高效净化废气、实现VOCs的超低排放，有效推动了行业的环保进程。通过热回收机制还大幅降低了企业的运行成本，收获了实在的经济效益，堪称双赢。希望日后的科技发展会为该技术带来新的契机，新型吸附材料与智能化控制技术的应用，将提高该技术的稳定性和经济性，并在印刷行业发挥更重要的作用。
各印刷企业应根据自身的废气特性谨慎、合理选择废气治理技术，实现最佳的治理效果。同时，政府相关部门应加大政策对这类绿色技术的支持，从资金和政策到推广多管齐下，推动印刷行业向低碳环保转型升级，达到经济和环境的和谐共生。
[1]黄焕转.沸石转轮浓缩及催化燃烧技术在处理包装印刷废气中的应用[J].中国资源综合利用，2025，43（3）：27- 29.
[2]郝江华，张政斌，段党全.沸石转轮+RTO技术在喷漆有机废气处理中的应用研究[J].现代涂料与涂装，2025，28（3）：55- 58.
[3]马也.沸石转轮技术与热氧化技术在橡胶轮胎行业废气治理中的应用研究[J].节能与环保，2025（2）：72- 78.
[4]吴娅.某沸石转轮- 蓄热式焚烧炉（RTO）工程现状评估与优化方案探析[J].化工设计通讯，2024，50（7）：65- 68.
[5]李文斐，刘冰，展飞，等.沸石转轮吸附浓缩技术及其运行维护[J].中国环保产业，2023（11）：45- 50.
正文完
