그라비아 인쇄의 배기 가스 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까? 소스와 프로세스부터 수명 종료 관리까지 -거버넌스에 대한 전체 가이드를 제공합니다.-
그라비아 인쇄는 성숙한 공정, 높은 생산 효율성, 풍부하고 층이 있는 인쇄 제품, 탁월한 원본 재생 성능을 갖추고 있어 유연한 포장 산업에서 널리 사용됩니다. 우리 회사는 국내외에 7개의 고급 그라비아 인쇄 생산 라인을 보유하고 있으며 연간 약 26,000톤의 포장 필름을 생산합니다. 본 논문에서 저자는 -그라비어 인쇄 배기가스(VOC) 감소 및 에너지 절약 기술에 대한 심층적인 연구를 수행하여-그라비어 인쇄 배기가스 생성, 생산 공정 제어, 장비 개선, 배기가스(VOC) 처리 및 열원 활용을 결합하여 상당한 경제적, 사회적 이익을 달성합니다.
그라비아 인쇄 배기원
그라비아 인쇄에 사용되는 용제{0}}기반 잉크에는 75% 이하의 VOC가 포함되어 있습니다. 인쇄 성능을 향상시키기 위해서는 잉크에 각종 용제(에틸아세테이트, n-부탄올, 이소프로판올, n-프로필 아세테이트 등)를 첨가하여 혼합, 희석해야 합니다. VOC는 잉크 준비 및 건조 중에 증발되어 방출됩니다.
VOC 배출을 줄이기 위해 최근 인쇄업계에서는 수성-계 잉크(배기원 제어를 위한 15% 이하의 흡수성 기재, 30% 이하의 비-흡수성 기재) 기술도 급속히 발전했지만, 수성{4}}계 잉크는 접착성, 내수성, 광택 등의 기술적 문제를 완전히 극복하지 못했기 때문에 현재 적용에는 여전히 한계에 직면해 있습니다. 본 논문에서는 그라비어 인쇄에 널리 사용되는 용제-기반 잉크를 기반으로 VOC 배출 감소 및 에너지{6}}절약 기술에 대한 연구를 탐구합니다.
그라비아 잉크 공정 제어
01/ 보관
잉크, 용제 등 VOC는 밀봉된 용기에 보관해야 하며, 뚜껑을 덮고 밀봉한 후 밀봉하여 보관해야 하며 유해화학물질 전용 창고에 보관해야 합니다. 유해화학물질 창고의 온도는 0도~28도 사이로 조절하는 것이 바람직합니다. 창고 지붕에는 물 저장 지붕이나 냉각수 파이프를 설치할 수 있습니다. 실외 온도가 30도 이상일 경우 물을 뿌려 온도를 식혀주고, 내부 온도는 28도 이하로 유지하세요. 적절한 조건을 갖춘 위험 화학물질 창고에는 방폭-공조 또는 방폭-공급 공기 공급 장비를 갖추어야 하며 창고 온도를 여름에는 28도 이하, 겨울에는 0도 이상으로 제어해야 합니다.
02/ 블렌딩
잉크 및 용제 혼합 공정은 자동 잉크 혼합 장비를 사용하고 노출로 인한 증발을 줄이기 위해 밀폐된 공간에서 작동해야 합니다. 조건이 충족되지 않으면 격리실에서 국소 가스 수집 조치를 취해야 하며 배기가스는 방폭 팬과 밀봉된 파이프라인을 통해 VOC 배기가스 처리 시스템으로 공급되어야 합니다.
03/ 잉크 공급
혼합 후 잉크는 밀봉된 파이프라인을 사용하여 중앙에서 인쇄 기계 장치로 전달되어야 합니다(이상적으로는 자체 흐름 시스템 사용).- 수요 장치는 사용량에 따라 중앙 집중식 점도 제어를 사용해야 하며 공압 밸브는 자동으로 잉크 트레이에 잉크를 추가해야 합니다.
파이프라인이 아닌 잉크 및 용제 전달의 경우-밀폐된 용기를 사용해야 합니다. 잉크 탱크에 잉크나 솔벤트를 추가할 때 유닛-형 잉크 점도 컨트롤러를 사용하여 솔벤트를 유닛 내부에 밀봉된 상태로 유지해야 합니다. 잉크를 추가한 후에는 잉크 공급 과정에서 VOC 배출을 줄이기 위해 잉크 버킷을 즉시 닫아야 합니다.
04/ 인쇄
현장 배기가스 배출을 줄이려면{0}}잉크 트레이, 잉크 드럼, 솔벤트 드럼을 덮개판으로 덮어야 합니다. 그라비아 스퀴지는 폐쇄형 스퀴지를 사용하는 것이 바람직하며, 잉크 탱크 커버를 사용하거나 홈 개구부의 모양을 변경하는 등의 조치를 취하면 잉크 공급 시스템의 개방 영역이 줄어들 수 있습니다. 인쇄 공정에서는 잉크 점도의 자동 제어를 사용하여 잉크 점도의 온라인 모니터링과 자동 용제 투여를 통해 잉크 캡을 수동으로 여는 빈도를 줄이고 VOC 배출을 최소화해야 합니다.
인쇄 장치는 하부 및 드라이브 측에 공기 흡입구가 있는 국지적 가스 수집 조치를 채택해야 합니다. 배기가스를 수집한 후 밀봉된 파이프라인을 통해 VOC 배기가스 처리 시스템으로 배출됩니다.
05/ 오븐 가열
그라비아 인쇄용 오븐 가열은 기계 점화 비용의 약 70%를 차지하며 에너지 절약 및 배출 감소를 위한 핵심 초점입니다. 새로운 고{2}}효율성 가스 서스펜션 또는 세미-서스펜션 오븐은 탁월한 건조 및 에너지 절약 효과를{4}}제공합니다. 조건이 허락한다면 공기 열 펌프나 물-전기(증기) 혼합이 선호됩니다. 흡입 및 환기 덕트는 내부 순환 또는 LEL 자동 제어를 사용해야 합니다. 오븐은 공기 누출로 인한 배기 가스 및 열 손실을 줄이기 위해 잘 밀봉되어야 합니다. 작동 중에는 오븐 내부에 약간의 부압이 유지되도록 공기량을 조정해야 합니다.
06/ 다른 접시로 청소하기
그라비아 인쇄는 주문이 완료되거나 제품이 교체될 때 플레이트 청소가 필요합니다. 청소 시에는 플레이트 롤러 작동 시 신속한 청소를 위해 소량의 용제를 사용해 보십시오. 추가적인 청소를 위해서는 밀폐된 공간에서 초음파세척기를 사용하여 자동으로 청소하는 것이 가장 좋습니다. 생성된 배기가스는 국지적으로 수집되어 밀봉된 파이프라인을 통해 VOC 배기가스 처리 시스템으로 배출됩니다.
인쇄용 잉크판, 잉크통, 표지판 등에 테프론을 분사하여 청소 시 사용되는 용제로 인한 VOC 배출을 크게 줄일 수 있습니다. 과학적인 생산 주문 스케줄링을 통해 동일한 사양과 품종의 제품을 중앙 집중식으로 생산하여 판재 롤 교체 빈도를 줄이고 VOCs 배출을 최소화합니다.
07/ 생산환경
그라비아 인쇄 생산 환경은 18~28도, 습도 45%~65%로 조절해야 하며, 실내외 환경은 약간의 음압(실내 음압)으로 유지하여 VOC 누출을 줄여야 합니다.
인쇄기의 배기 시스템 개선
건조 장치는 오븐, 팬, 공기 밸브, 공기 덕트, 공기 노즐 및 기타 구성 요소로 구성됩니다. 노즐을 통해 뜨거운 공기가 기판에 직접 분사되고, 뜨거운 공기 제트에 의해 기판 표면의 용제막이 손상됩니다. 그러면 잉크의 용매가 속이 빈 유전체 기공을 통해 스며들어 잉크층의 바깥쪽으로 증발합니다. 열의 일부는 잠열로 전달되고, 다른 부분은 전도를 통해 기판 본체 내부로 전달되며, 나머지 열은 결국 공기에 의해 오븐 밖으로 전달됩니다.
그라비아 인쇄 장비의 열풍 건조 공정은 질량과 열 전달의 복잡한 공정입니다. 인쇄 품질은 열풍 속도, 열풍 온도, 잉크 두께, 배기 시스템, 환경 온도 및 습도에 따라 달라질 뿐만 아니라 기판의 특성, 잉크 구성 및 특성, 건조로의 구조에도 큰 영향을 미칩니다.
오븐 내 열의 전반적인 활용도를 높이기 위해 다음과 같은 개선 사항을 구현했습니다.
(1) 열을 반사하고 건조 시스템에서 열 손실을 줄이는 단열 기능을 제공하는 세라믹 섬유 펠트 단열층이 인클로저 벽에 있는 단열 오븐을 사용합니다.
(2) 오븐 노즐은 인쇄기의 합금 가이드 롤러에 해당합니다. 금속 가이드 롤러를 통해 2차적으로 열을 흡수 및 전달하여 레지스트레이션 재료와의 접촉 면적을 늘리고 에너지 활용도를 향상시킵니다.
(3) 외부 배기와 가열로 입구 사이의 열교환을 위해 환기 열교환기를 설치하여 배출된 뜨거운 공기를 회수합니다. 이는 유입 공기의 용제 함량을 줄이는 동시에 2차적인 뜨거운 공기 재사용도 가능하게 합니다. 이 방법을 사용하면 뜨거운 공기의 약 65%를 회수하고 폐공기 배출을 약 30% 줄일 수 있습니다.
(4) 낮은 하부 배기 농도와 높은 상부 배기 농도를 이용하여 하부 배기 덕트를 상부 배기 모드로 도입하여 실내의 상부 배기 공기를 줄입니다. 테스트에 따르면 각 인쇄 기계는 시간당 약 12,000입방미터만큼 배기 가스 배출을 줄이는 것으로 나타났습니다.
(5) 단위 또는 로컬 LEL 기술을 사용하여 상부 배기 시스템은 농도에 따라 순환 공기량을 자동으로 조정하여 폐공기 배출을 줄입니다. 안정적인 작동 하에서 이 솔루션은 배기가스 배출을 40%까지 줄입니다.
배기가스(VOCs) 처리시설 설계
그라비아 인쇄 VOC 배기 가스는 농도가 낮고 공기량이 많은 것이 특징입니다. 다양한 솔루션을 비교한 후 2{1}}단 제올라이트 회전 농축 + 3-탱크 RTO(재생 산화로) 배기가스 처리 시스템을 선택했습니다. 2-단계 러너를 사용하여 공정 가스의 VOC 농도를 농축하고 증가시키면 RTO 자립 운영이 가능해지고 천연 가스 소비가 줄어듭니다.
제올라이트 회전 농도 및 제거 효율은 90%~95%입니다. 배기가스 내 VOC 농도가 500mg/m³를 초과하면 단일-단계 러너 농도 흡착은 더 이상 굴뚝 배기 VOC s 이하에 대한 40mg/m³ 요구 사항을 보장할 수 없습니다. 2-단계 러너는 1단계-단계 러너에 의해 흡착된 가스의 2차 흡착을 수행하도록 설계되어 휠의 흡착 효율을 98.5%로 높이고 VOC 배출량을 크게 줄입니다. 3{11}}탱크 RTO(재생 산화로) 설계를 사용하면 VOC 제거 효율이 99%를 초과하여 환경을 크게 개선할 수 있습니다.
배기가스(VOC) 처리 시스템의 에너지 절약
배기가스(VOC) 처리 시스템의 운영 관리, 설비 개선, 에너지 재활용을 통해 VOC 저감 및 에너지 절감을 실현하고 있습니다.
01/ 2-단계 제올라이트 회전 농축물
2단계{0}}제올라이트 회전 농축 장치는 2개의 1단계-단계 러너(A1 및 B1)와 2개의 2단계{4}}단계 러너(A2 및 B2)로 설계되었습니다. 첫 번째-단계 러너의 탈착 공기는 RTO 시스템으로 직접 들어가고, 첫 번째-단계 러너의 흡착 공기는-두 번째-단계 러너로 다시 들어가 2차 흡착을 수행합니다(A1 흡착 공기는 A2로 들어가고, B1 흡착 공기는 B2로 들어감). 2단계-단계 런너의 흡착 공기는 배기 스택으로 직접 배출되고, 2단계-단계 런너의 탈착 공기는 1단계-단계 런너 입구로 유입되어 원래의 공정 폐가스와 혼합됩니다. (그림 1 이중-단계 제올라이트 회전 농축 도식) 에너지 절약 작업의 핵심 사항은 다음과 같습니다.-
그림 1 2-단계 제올라이트 휠 농축기 원리의 개략도
(1) 휠 속도 조정: 시동 시 일반적으로 30Hz 내외로 설정됩니다. 작동 중에는 공기 흐름에 따라 조정될 수 있습니다. 예를 들어, 공기 흐름이 낮고 농도가 낮은 경우 휠의 회전 모터 주파수를 조정하여 회전 속도를 줄이고 농도를 높이며 RTO 연소의 자체 균형을 달성하고 천연 가스를 절약합니다.{4}} 반대로 회전 속도를 높여 휠의 흡착 효과를 높이고 배기 가스 배출이 표준을 충족하는지 확인하십시오.
(2) 휠 흡입 필터(필터백)의 정기 교체: 휠 흡입구의 압력 차이가 75mmAQ를 초과해서는 안 됩니다. 정기적인 청소나 교체를 통해 압력차를 최대한 25mmAQ 이하로 조절해야 시스템 팬의 전력 부하를 절약할 수 있습니다.
(3) 휠 온도 조절: 휠의 탈착 입구 온도는 180도로 설정됩니다. 이 온도는 휠의 탈착 입구 온도를 안정화하기 위해 비례 밸브와 혼합 상자를 사용하여 RTO 연소실 상단에 의해 제어됩니다. 탈착 입구 온도가 115도 미만이면 탈착 효율이 낮아집니다. 225도를 초과하면 안전상 위험할 수 있습니다. 이 경우 장비를 강제로 정지시켜야 하며, 안전을 보장하기 위해 고압 CO2 시스템이 자동으로 작동하여 휠을 냉각시킵니다.
02/ 3{1}}챔버 RTO(재생식 열산화기)
RTO(Regenerative Thermal Oxidizer)는 축열, 열산화, 연소의 3가지 주요 기능을 가지고 있습니다. "열 저장"은 RTO의 재생 매체에서 나옵니다. 국내 세라믹 재생 시스템의 열 이용 효율은 이미 97%를 넘어섰습니다. 작동 원리는 유기 배기 가스를 790도 이상으로 가열하여 배기 가스의 휘발성 유기 화합물(VOC)을 산화시키고 분해하여 이산화탄소와 물로 분해시키는 것입니다. 산화 중에 발생된 열은 세라믹 재생 매체에 저장되어 매체가 가열되어 열을 저장하게 됩니다. 세라믹 재생 매체에 저장된 열은 이후 유입되는 유기 배기가스를 예열하는 데 사용됩니다. 이는 세라믹 재생 매체의 "열 방출" 프로세스로, 배기가스 가열 과정에서 연료 소비를 절약합니다.
3{0}}챔버 RTO는 밸브 전환을 사용하고 3단계에서 주기적으로 작동합니다. 1단계에서는 배기가스가 재생실 1을 통해 예열된 후 연소실로 유입되어 연소됩니다. 연소실의 배기가스(일반적으로 800-850도 유지)는 산화 및 분해되며, 재생실 2에 남아 있는 처리되지 않은 가스는 정화된 후 연소실로 역류되어-소각됩니다(퍼징 기능). 분해된 배기가스는 재생실 3을 통해 배출되고, 재생실 3은 가열됩니다(그림 2, 3챔버 RTO 회로도 참조).
그림 2: 3-탱크 RTO(재생 산화로)의 개략도.
RTO(재생재생산화로)의 주요 운영 에너지 소비량은 전기와 천연가스입니다. 동일한 운영 조건에서 과학적인 운영 관리 및 개선을 통해 에너지 절약 및 배출 감소를 달성할 수 있습니다.
(1) RTO 전환 밸브 시간 조정: RTO 재생층과 냉각부 사이에 온도 차이가 크거나 온도가 지나치게 높은(예: 1000도 초과) 경우 RTO 전환 밸브 주기(일반적으로 1.5~2분 사이로 설정)를 조정하고 단축하여 연소실 전체에 균일한 열 분포를 보장하고 RTO 노 온도 제어를 달성하며 전기 비용을 절감합니다.
(2) 흡입 공기 압력 조정: RTO의 중간층과 상위층 사이의 온도 차이가 작거나 중간층 온도가 상대적으로 높을 때(750도), 시스템 공기 흡입구의 압력 값을 높여 팬 주파수를 높이고, 온도 차이를 늘리고, 중간층의 온도를 낮추고, VOC 처리 효율을 향상시킬 수 있습니다. RTO의 하위층과 중간층 사이에 온도 차이가 클 경우 공기 흡입구의 압력을 조정하여 시스템 팬 주파수를 낮추고 전력을 절약할 수 있습니다.
(3) 신선한 공기 배출구 수정: RTO 안전 설계. RTO 연소실 온도가 설정값 이상으로 상승하면 외부 공기 댐퍼가 자동으로 열려 저온-실외 공기를 도입하여 연소실 온도를 낮추고 배기가스 처리용 공기량을 늘립니다. 우리는 심층적인 연구를 통해-인쇄기 장치 하단의 배기 장치(상온)를 사용하여 수정된 외부 환기 덕트 설계를 채택했습니다. 이를 통해 냉각 목표를 달성하면서도 배기가스 처리량을 늘리지 않고 전력 사용량을 줄였습니다.
(4) 정지 작동: 배기가스 처리 시스템을 정지하고 정지할 때 RTO 온도는 400도를 유지합니다. 내부 축열층의 단열 효과로 인해 장치 재가동 시 천연가스 소비량이 감소됩니다.
03/ 열순환
VOCs 배기가스 처리 시스템이 작동하는 동안 굴뚝 배기가스 온도는 약 200도입니다. 에너지 활용을 극대화하기 위해 굴뚝으로 들어가는 배관에 열교환 장치를 설치해 배기열을 회수한다.
열 교환기를 설계할 때는 건식 연소 및 저온-보호 조치를 고려해야 합니다. 예를 들어, 핀 튜브 열 교환기의 연도 가스 출구 온도는 열 저항기에 의해 지속적으로 모니터링됩니다. 온도가 설정 온도보다 낮으면 열 교환기가 우회됩니다. 순환수의 출구 온도는 저항기에 의해 지속적으로 모니터링되고 제어됩니다. 온도가 설정 온도를 초과하면 열교환기가 우회됩니다. 그림 3은 VOC 열 회수 회로도를 보여줍니다.
그림 3 VOC 열 회수 회로도
순환수로 펌프와 저장탱크를 제어하여 회수된 온수를 인쇄기에서 재사용하고 오븐에 추가하여 인쇄 에너지 소비를 줄입니다. 겨울에는 생산 및 사무실 난방에도 온수를 사용하여 에너지 재활용이 가능합니다.
유지보수 및 서비스
VOC 배기가스 처리 시스템은 복잡한 구조, 높은 수준의 자동화, 다중 안전 인터록을 특징으로 합니다. 작동 중에는 철저한 검사 기록과 함께 2시간마다 종합 검사를 실시해야 합니다. 비정상적인 소음, 온도 상승 또는 방출 속도는 즉시 해결되어야 합니다. 운영 순찰 외에도 적외선 열화상 장비, 진동 테스터, 전류계 등과 같은 특수 검사 장비를 전문 검사에 사용하여 이상 징후를 조기에 감지하고 시기적절하고 효과적인 조치를 촉진함으로써 VCO 배기가스 처리 시스템의 지속적이고 안정적인 작동을 보장해야 합니다. 일일 유지 관리의 핵심 사항은 다음과 같습니다.
(1) 팬 및 전송 모터: 중요한 장비는 온라인 온도 측정을 사용할 수 있고 다른 장비는 매주 온도를 측정할 수 있습니다. 윤활유는 3개월마다 보충해야 합니다. 베어링은 5년마다 교체됩니다.
(2) 자동(공압) 밸브: 필터와 배수 밸브는 압축 공기 파이프라인에 설치됩니다. 공기 회로는 전용 압축 공기 윤활유를 사용합니다. 계기 압력 조절기 밸브와 필터는 매주 하수 배출 여부를 검사합니다.
(3) 팬: 팬 임펠러는 먼지 입자 및 기타 요인으로 인한 접착에 영향을 받으므로{1}}현장 점검 및 청소는 6개월마다 실시됩니다.
(4) ROT 노 본체: RTO 외벽을 매년 검사하고 내열 코팅으로 재도포합니다.- 2년마다 내부를 열어 재생벽돌의 상태를 점검하고 필요에 따라 수리나 교체를 실시한다.
(5) 밀봉: 제올라이트 회전 휠 밀봉 링, 제올라이트 회전 모터 구동 체인 및 자동 제어 밸브 밀봉을 6개월마다 검사하십시오.
(6) 고온-온도 구성요소: 작동 후 약 2년 후에 RTO의 내부 고온-온도 프로브를 교체해야 합니다. 고온-비례 밸브의 밀봉 및 영점 교정을 수행하고, 기상 과열 점화 스위치 시스템의 유지 보수 또는 교체를 수행합니다.
(7) LEL 보정: VOC 배출 공기 흡입구 LEL은 시스템 제어 정확도에 영향을 미칠 수 있는 편차를 방지하기 위해 분기별로 보정됩니다.
(8) 순환수: 열 회수 순환수는 연화 또는 정화되어야 하며, 연간 가동 중단 시 완전히 배수되고 교체되어야 합니다.
(9) 천연가스 압력 게이지, 안전 밸브, 가연성 가스 경보기, 압축 공기 압력 게이지 등은 법률 및 규정에 따라 엄격하게 교정되고 라벨링되어야 합니다.

