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软包装业VOCs治理与监测

文章来源:/News/hangyezixun/80.html人气:203发表时间:2017-10-16 9:10:09

软包装生产车间是产生挥发性有机废气的主要场所,其有机废气成分复杂、浓度高、难收集。本文介绍了软包装VOCs范围、控制与监测技术,分析了其发展。

一、概述

2017年1月5日,国务院印发《“十三五”节能减排综合工作方案》,提出在重点区域、重点行业推进挥发性有机物排放总量控制,全国排放总量下降10%以上。据悉,要达成该目标VOCs的削减任务为1000多万吨。在VOCs排污费征收中,包装印刷行业是国家强制要求征收的,尤其是在软包装VOCs领域。

目前,北京、上海、安徽、江苏等15个省、直辖市陆续公布了排污收费标准。在差额收费等政策的驱使下,我国VOCs市场渐显。预测“十三五”期间,VOCs行业规模将达1400亿元。基于此,软包装VOCs控制技术也在政策驱使下逐步得以发展,呈现一片蓬勃之象,其发展、监测都出现一片可喜的局面,本文试就此予以探讨。

二、软包装VOCs的涵盖范围

目前所公认的是,VOCs是指在101325Pa标准大气压下,初沸点小于或等于260℃,以气态分子的形态排放到空气中的所有有机化合物。而对于软包装VOCs,则指的是:乙酸乙酯、丁酮、丁酯、异丙醇、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、环己酮、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚、无水乙醇、正丙酯、乙酸丁酯等。

软包装VOCs一般来源于油墨、溶剂及其生产工艺的中的排放,由于现在国内复合包装印刷以凹版轮转印刷机印刷为主,油墨使用以含苯、酮类、醇类方式而设计,以溶剂挥发为干燥方式,油墨中一般会含不等量的甲苯、丁酮、乙酯等各种溶剂,同时各溶剂的分子量、沸点都不同,其挥发速度亦不同,这就形成了各种溶剂残留量数值不一的原因,同时加大了溶剂回收的难度。

下图1所示为软包装各种溶剂在不同室温、敞开面积、风速下的挥发速率对照表。

三、蓬勃发展的软包装VOCs控制技术

l、氮气保护全UV固化控制技术

在软包装凹印工艺中,使用UV油墨的承印材料在进入干燥区前,先采用不含氧的气体对承印材料表面进行吹扫处理,使其在充有保护气体N2的紫外线干燥箱中进行干燥,防止干燥过程中油墨与空气接触反应,避免添加抗氧剂,从源头减少VOCs的使用与排放,其采用紫外固化技术解决了Uv油墨在凹印机上无法完全干燥的难题:不仅可以减少VOCs排放,还可以降低干燥过程的能耗。该技术的氮气保护全UV九色及九色以上凹印机工作过程中,在不抽风情况下,车间内VOCs浓度最高为0.15mg/m3,适合于烟草、食品、药品等包装材料的印刷。

2、软包装VOCs吸附与回收控制技术

在软包装VOCs治理领域,溶剂回收往往具有很好的经济效益。吸附回收技术研究的最多,应用的最成熟。从吸附工艺来讲,低压水蒸气脱附再生技术依然是主流技术;近年来出现的氮气保护再生新工艺,减轻了回收溶剂提纯费用,并提高了设备安全性,得到了一定的应用,特别是在软包装VOCs治理中的应用最多。

活性炭吸附技术是简单易行、低成本的软包装VOCs治理技术,尤其适用于大量分散的中小型软包装企业,但是目前大量软包装企业只是安装了活性炭吸附装置,而没有安装活性炭再生装置,因此需定期更换活性炭,导致成本较高,基于此,各地环保管理部门建立统一的活性炭异位(地)再生装置,目前为止已经在山东、河北和江苏等地建立了活性炭的集中再生基地,每个再生基地的活性炭年再生量都达到了几万吨的规模,很好地解决了分散吸附后活性炭的循环利用问题。上图2为软包装VOCs吸附回收装置工艺流程简图:

3、软包装V0Cs源头控制技术

对于软包装VOCs的治理,应该从其源头进行控制,减少生产工艺中VOCs的使用量,可以利用的有:(1)变更原材料,使用水性油墨逐步代替溶剂型油墨,使用适合里印/复合的单一溶剂油墨(或单一种类溶剂油墨),这对于溶剂的回收再利用具有很好的正面帮助,加铝集团意大利工厂在20世纪90年代以前就已经开始使用单一溶剂油墨,成功循环使用了回收的醋酸乙酯,大大降低了生产成本,实现了环保的生产过程;(2)采用水性粘合剂,逐步代替溶剂型;改善生产操作条件,降低VOCs的无组织逸散:(3)经济条件许可的软包装企业可以考虑使用柔印工艺,其油墨使用量要比凹印工艺减少近一半。

四、软包装VOCs监测技术

根据当前软包装业内VOCs控制技术,毫无疑问的是,一些从事软包装VOCs控制技术的企业正越来越多地参与到技术创新的过程中去,作为创新主体,不仅大力投入自我研发,更多地与科研院所、高等院校进行合作,实现技术迭代创新和落地。“十三五”期间,生态环境保护机遇与挑战并存,对于软包装行业来说,既是负重前行、大有作为的关键时期,也是实现软包装行业整体提升的攻坚期,对于软包装彩印企业与VOCs控制企业来说,都要充分利用新机遇新条件,妥善应对各种风险和挑战,不断提高自身实力,相信不久的将来,伴随着诸多企业的联合技术创新,新的VOCs控制技术、生产工艺、控制装备等会不断涌现,可以很好地解决软包装VOCs的治理问题。

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