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软包装凹印行业绿色环保化之路
               4.单一溶剂油墨

  使用单一溶剂油墨是VOCs源头管控的方法之一,其回收方法与干式复合工艺的回收方法相同,目前已在欧洲国家得到普遍使用。欧洲国家的印刷设备生产速度较高,可达300米/分,而且其对印刷质量的要求较低,即使使用单一溶剂油墨在高速印刷下出现了微小的印刷瑕疵,也可以被接受。而在我国,不仅印刷设备的速度无法与欧洲国家相比,而且国人对印刷质量的高要求也使得单一溶剂油墨在凹印工艺中难以大面积推广。

  5.数字印刷技术

  当前的软包装业务越来越趋向于个性化、短版化,尤其是市场营销所需要的复合包装袋印膜打样及个性化包装袋定制更是如此。随着数字印刷在软包装领域的成功应用,越来越多软包装凹印企业看到了新的业务增长点。目前,国内已有软包装凹印企业购置了数字印刷设备,并开始应用,成功开拓了新的业务,帮助企业转型升级。

  6.无溶剂凹印技术

  传统凹印油墨使用的溶剂种类多,回收难度大,一直是治理难点。无溶剂凹印技术运用冷光源固化技术,油墨消耗量仅是普通油墨的1/3,在凹印领域能实现真正的无溶剂印刷,可取代传统凹印的电、气、油等加热烘干方式,相比传统印刷机,干燥能耗大幅度降低,将凹印工艺进行了一次全面的优化与升级。此外,无溶剂凹印技术无溶剂残留(VOCs残留基本为零)、有效减少印刷损耗,避免刀线、堵版等质量问题,印版寿命长,对短版印刷更具优势。目前,已有国产无溶剂凹印机推向市场,如中山松德成功研发的软包装无溶剂凹版印刷机,可以帮助软包装凹印企业从源头杜绝VOCs产生,解决印刷环节VOCs治理的难题。

  软包装凹印行业VOCs减排的过程控制

  过程控制的主要措施是对印刷、复合设备进行技术革新,使生产排放的废气风量减小、浓度提高,同时增加热能利用等。例如,印刷设备增加LEL装置、减少车间现场的溶剂挥发、采用半封闭墨槽及油墨槽加盖、全封闭挡墨装置及推行清洁生产等。

  1.减风增浓

  通过优化凹印机的烘箱结构,可以减少、合并、浓缩废气,减少排放总量(但烘箱内部循环风量和风压等均保持不变),可以通过手动热风回用、自动LEL热风回用等措施来实现,从而有效减少VOCs末端回收工艺或燃烧工艺的治理投资和运行成本。如果浓缩后废气浓度大于2.5g/m3,可达到RTO自维持浓度。根据一些软包装凹印企业的经验,目前凹印环节的有机废气不宜直接进入RTO处理,否则运行成本会高到企业无法承受。

  各种新的减风、增浓技术不断涌现。例如将烘箱上下部分串联使用或分段使用,以及ESO整体热风统筹等。同时,在印刷时关闭不工作单元的进出风风门,并退出热风系统。另外,改进风机实现变频控制、按需抽风,也可以减少排风量。

  目前,博斯特、陕西北人和广东环葆嘉等企业已展开对凹印机减风节能的一系列行动,其手段都是通过增加烘箱热风的循环利用率、减少排风量、增加废气排放浓度,达到节能的效果,并为后续的废气处理打下基础,部分企业的技术已经投入使用,通过检测,印刷品溶剂残留量更低,其节能效果更优于热泵。

  需要指出的是,减风后废气浓度大幅增加,安全风险和防爆要求相应会大幅提高。由于废气回用循环后,烘干热风内的溶剂浓度比原来新风大幅增加了,需要格外关注产品残留和产品异味。

  2.现场封闭

  现场封闭是减少无组织排放的重要措施,包括墨槽封闭、烘箱微负压、烘箱密封等。另外,对部分不受控排放环节的废气要有效收集。生产车间也要密闭。

  软包装凹印行业VOCs减排的末端治理

  末端治理技术如吸附回收技术、燃烧技术等本身已比较成熟,但在与软包装凹印行业的“无缝对接”上,还需要做许多细致艰苦的工作。

  目前,一些大型软包装凹印企业已经开始对VOCs进行回收、燃烧或低温等离子体无害化处理。但就全国软包装凹印企业总量来说,所占比例极小(1%左右),部分软包装凹印企业已开始使用末端治理技术,但受限于效率较低、回收溶剂质量不达标(无法循环使用)、耗材使用寿命过短、运行成本高等问题。究其原因,主要是该行业所排放的有机废气成分复杂且浓度偏低,而且处理风量幅度变化很大。

  软包装凹印企业应该因情制宜,统筹考虑,精心选择适合企业条件的治理技术方案,不应盲目效仿。近两年来,通过燃烧法进行软包装凹印行业VOCs治理已成为市场主流。

  末端治理技术目前主要有两个方向:一个是回收处理,另一个是燃烧处理。

  1.回收处理

  回收处理技术中,吸附法对VOCs去除效率高、净化彻底、工艺成熟,但如果再生的溶剂不能回用或者这些溶剂必须进行处理,则可能造成二次污染或增加许多处理成本。另外,当废气中出现气溶胶或其他杂质时,活性炭容易失效。回收处理技术的目标是回收回用,关键是回用。要想实现回用,就必须解决吸附材料效率、处理装置小型化等技术瓶颈。对于排放量大、包装印刷集中的区域、园区,可考虑采用“分散收集+集中处理”方式。

  干式复合工艺由于溶剂单一、废气浓度高(1500~2500mg/m3)等因素,其回收技术已经成熟。采用干式复合VOCs溶剂回收系统的软包装凹印企业不但取得了良好的社会效益,也取得了良好的经济效益。在凹印工序,回收处理的应用效果依然不太明朗,一切都归因于成本压力较大,这是小型软包装凹印企业所无法承担的。而且,在当前石油价格和溶剂成本较低的情况下,回收的溶剂经济价值大打折扣。

  2.燃烧处理技术

  燃烧处理技术分为热力燃烧法、蓄热式燃烧RTO、催化蓄热燃烧RCO等。目前燃烧法应用较为成熟,有机废气经过燃烧后产生的热能可以直接回收,按需要输出热能,实现废气治理的同时可以取代燃气锅炉作为供热设备。在我国,应用燃烧法治理VOCs的软包装凹印企业也相对较多。

  热力燃烧技术需要较高的工作温度,运行费用较高。催化燃烧技术需要的燃烧温度较低、能量消耗较小,但催化剂的费用较高且寿命较短。由于印刷使用的溶剂成分复杂,催化剂容易中毒失效造成排放不达标,经常更换昂贵的催化剂更易造成使用成本高昂。另外,对规模较小或不能连续生产的单班或双班软包装凹印企业,还需要考虑燃烧炉的保温问题或频繁点火的费用问题。目前,凹印VOCs燃烧法处理技术可考虑以下工艺组合:浓缩+RTO/RCO/CO、ESO+CO/RTO/RCO、ESO(节能、减风量、增浓度)+CO+供热。

  环保重压之下,VOCs治理已经迫在眉睫。虽然在短期内,软包装凹印企业在VOCs治理方面要多一些投入,但从长远来看,这将促进企业的转型升级。环保绿色化是任何一家软包装凹印企业发展都无法绕过的门槛,软包装凹印企业必须勇敢地跨过这道坎,才能开启新征程。


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