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軟包裝業VOCs治理與監測

文章來源:http://www.ykxjjc.live/News/hangyezixun/80.html人氣:203發表時間:2017-10-16 9:10:09

軟包裝生產車間是產生揮發性有機廢氣的主要場所,其有機廢氣成分復雜、濃度高、難收集。本文介紹了軟包裝VOCs范圍、控制與監測技術,分析了其發展。

一、概述

2017年1月5日,國務院印發《“十三五”節能減排綜合工作方案》,提出在重點區域、重點行業推進揮發性有機物排放總量控制,全國排放總量下降10%以上。據悉,要達成該目標VOCs的削減任務為1000多萬噸。在VOCs排污費征收中,包裝印刷行業是國家強制要求征收的,尤其是在軟包裝VOCs領域。

目前,北京、上海、安徽、江蘇等15個省、直轄市陸續公布了排污收費標準。在差額收費等政策的驅使下,我國VOCs市場漸顯。預測“十三五”期間,VOCs行業規模將達1400億元。基于此,軟包裝VOCs控制技術也在政策驅使下逐步得以發展,呈現一片蓬勃之象,其發展、監測都出現一片可喜的局面,本文試就此予以探討。

二、軟包裝VOCs的涵蓋范圍

目前所公認的是,VOCs是指在101325Pa標準大氣壓下,初沸點小于或等于260℃,以氣態分子的形態排放到空氣中的所有有機化合物。而對于軟包裝VOCs,則指的是:乙酸乙酯、丁酮、丁酯、異丙醇、正丙醇、丙酮、正丁醇、乙醇、醋酸正丙酯、甲醇、甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚、環己酮、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚、無水乙醇、正丙酯、乙酸丁酯等。

軟包裝VOCs一般來源于油墨、溶劑及其生產工藝的中的排放,由于現在國內復合包裝印刷以凹版輪轉印刷機印刷為主,油墨使用以含苯、酮類、醇類方式而設計,以溶劑揮發為干燥方式,油墨中一般會含不等量的甲苯、丁酮、乙酯等各種溶劑,同時各溶劑的分子量、沸點都不同,其揮發速度亦不同,這就形成了各種溶劑殘留量數值不一的原因,同時加大了溶劑回收的難度。

下圖1所示為軟包裝各種溶劑在不同室溫、敞開面積、風速下的揮發速率對照表。

三、蓬勃發展的軟包裝VOCs控制技術

l、氮氣保護全UV固化控制技術

在軟包裝凹印工藝中,使用UV油墨的承印材料在進入干燥區前,先采用不含氧的氣體對承印材料表面進行吹掃處理,使其在充有保護氣體N2的紫外線干燥箱中進行干燥,防止干燥過程中油墨與空氣接觸反應,避免添加抗氧劑,從源頭減少VOCs的使用與排放,其采用紫外固化技術解決了Uv油墨在凹印機上無法完全干燥的難題:不僅可以減少VOCs排放,還可以降低干燥過程的能耗。該技術的氮氣保護全UV九色及九色以上凹印機工作過程中,在不抽風情況下,車間內VOCs濃度最高為0.15mg/m3,適合于煙草、食品、藥品等包裝材料的印刷。

2、軟包裝VOCs吸附與回收控制技術

在軟包裝VOCs治理領域,溶劑回收往往具有很好的經濟效益。吸附回收技術研究的最多,應用的最成熟。從吸附工藝來講,低壓水蒸氣脫附再生技術依然是主流技術;近年來出現的氮氣保護再生新工藝,減輕了回收溶劑提純費用,并提高了設備安全性,得到了一定的應用,特別是在軟包裝VOCs治理中的應用最多。

活性炭吸附技術是簡單易行、低成本的軟包裝VOCs治理技術,尤其適用于大量分散的中小型軟包裝企業,但是目前大量軟包裝企業只是安裝了活性炭吸附裝置,而沒有安裝活性炭再生裝置,因此需定期更換活性炭,導致成本較高,基于此,各地環保管理部門建立統一的活性炭異位(地)再生裝置,目前為止已經在山東、河北和江蘇等地建立了活性炭的集中再生基地,每個再生基地的活性炭年再生量都達到了幾萬噸的規模,很好地解決了分散吸附后活性炭的循環利用問題。上圖2為軟包裝VOCs吸附回收裝置工藝流程簡圖:

3、軟包裝V0Cs源頭控制技術

對于軟包裝VOCs的治理,應該從其源頭進行控制,減少生產工藝中VOCs的使用量,可以利用的有:(1)變更原材料,使用水性油墨逐步代替溶劑型油墨,使用適合里印/復合的單一溶劑油墨(或單一種類溶劑油墨),這對于溶劑的回收再利用具有很好的正面幫助,加鋁集團意大利工廠在20世紀90年代以前就已經開始使用單一溶劑油墨,成功循環使用了回收的醋酸乙酯,大大降低了生產成本,實現了環保的生產過程;(2)采用水性粘合劑,逐步代替溶劑型;改善生產操作條件,降低VOCs的無組織逸散:(3)經濟條件許可的軟包裝企業可以考慮使用柔印工藝,其油墨使用量要比凹印工藝減少近一半。

四、軟包裝VOCs監測技術

根據當前軟包裝業內VOCs控制技術,毫無疑問的是,一些從事軟包裝VOCs控制技術的企業正越來越多地參與到技術創新的過程中去,作為創新主體,不僅大力投入自我研發,更多地與科研院所、高等院校進行合作,實現技術迭代創新和落地。“十三五”期間,生態環境保護機遇與挑戰并存,對于軟包裝行業來說,既是負重前行、大有作為的關鍵時期,也是實現軟包裝行業整體提升的攻堅期,對于軟包裝彩印企業與VOCs控制企業來說,都要充分利用新機遇新條件,妥善應對各種風險和挑戰,不斷提高自身實力,相信不久的將來,伴隨著諸多企業的聯合技術創新,新的VOCs控制技術、生產工藝、控制裝備等會不斷涌現,可以很好地解決軟包裝VOCs的治理問題。

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