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包裝印刷行業

印刷包裝行業 VOCs 廢氣治理


包裝印刷行業VOCs 產生來源

包裝印刷業生產過程中的排放包裝印刷行業包括了包裝材料的制造(復合) 和各類印刷過程(印紙、印塑、印鐵等),印刷工藝包括凸版印刷、平版印刷、凹版印劇、柔版印刷、孔印刷(絲網印刷)等。其中,VOCs 排放最多的主要是干復工藝、凹印工藝、印制鐵罐領域及絲印印刷,平版印刷也有少量的 VOC 要處理。

軟包裝的復合工藝目前國內還是以干復工藝為主,在國外無溶劑復合工藝達

60%,已經成為主流工藝,而國內無溶劑復合工藝所占比例還落后于國外。塑料彩印軟包裝復合工序用的膠黏劑和包裝制品夾層用的膠黏劑所含的聚氨酯、異氰酸酯、乙酸乙酯等。膠黏劑又可分為水性和溶劑型,水性膠黏劑所產生的 VOCs 排放較少。

凹版印刷工藝 VOCs 的排放量所占比例最大。凹印油墨要保持較好的印刷性, 必須加入較大比例(通常為 30%~70%)的有機溶劑,主要是甲苯、醋酸乙酯、丁嗣、異丙醇等、濃目前的清潔生產工藝主要為醇性(無苯、無酮)油墨和水性油墨的使用。


      印鐵產品主要應用在三片罐(罐頭食品、奶粉罐、化工雜罐、氣霧罐)和金屬蓋(皇冠蓋、鋁防盜蓋、易開蓋、旋開蓋)。傳統印鐵涂料固體分為 40%~60%, 而 UV 涂料固體分為 97.5%土 2.5%,遠高于傳統印鐵涂料,降低了 VOCs 的產生水平。

絲印印刷工藝,主要選用溶劑型絲印油墨,產生的廢氣主要是高沸點有機溶劑,而 RC 型絲印油墨幾乎不排除 VOCs。


平板印刷工藝:輪轉膠印油墨主要由于高石油類溶劑揮發產生的VOCs,單張紙膠印油墨中VOCs含量很低,但需注意的是里面也有少量的VOCs。另外洗車水(清洗劑):主要成分是有機溶劑 35~55%;有機羧酸 10~25%;及乙醇30~40%,少量乳化劑等。這部分VOCs在使用過程中將全部揮發到空氣中,由于洗車水用量較大,是膠印企業VOCs排放源之一。另外潤版液在配置過程中需要添加乙醇或異丙醇,產生微量的VOCs排放。


各類印刷所包含 VOC 的主要成分及含量

印刷業大氣污染物排放與限值

有組織排放廢氣主要來源于印刷工藝過程,尤其是烘干過程,通常有專門的收集系統和排放系統;無組織排放廢氣主要來源于各個工藝過程中揮發出來的VOCs, 主要逸散于車間。

有組織排放廢氣通常有以下特點:

1)廢氣組分較多,廢氣成分較復雜;

常見使用的溶劑有:乙醇、乙酸乙酯、正丙酯、正丙醇,異丙醇等,此外還有油墨,光油,底涂等包含的揮發成份。

2)廢氣濃度隨產品或工藝而變化;

由于印刷產品的變化,所需使用的油墨類型和用量也隨之變化,排放的廢氣風量和濃度也隨之變化。

3)廢氣成分通常僅含 VOCs, 且比較潔凈,不含灰塵或含少量灰塵;

4)廢氣溫度不高,多在 30~60 度之間。

 

無組織廢氣濃度通常比較低,由于分布的空間較大,所以所需處理的風量也較大。有組織排放是廢氣排放的主要部分,有組織排放廢氣如果收集和處理較好的話,其排放量占據總VOCs 排放的 85%(但官方通常認定這個范圍為約 60%)。

近年來我國頒布一系列政策,推動了VOCs 治理市場的發展。各省市區根據各地產業結構和減排方向,明顯加大了與VOCs 排放相關的地方排放標準的制定工作。目前已有 21 個省市正式發文征收 VOCs 排污費,在差額收費等政策的驅使下,我國 VOCs 市場漸顯。作為 VOCs 治理的重點行業,印刷業 VOCs 治理行業迎來快速發展期。國家相應的也出臺了相關行業標準,《大氣污染物綜合排放標準》 、 《惡臭污染物排放標準》 ,如表 2 為上海大氣污染物排放限值;但目前各地出臺的排放限值也不太一樣,具體可以參考當地的排放標準。

 

印刷行業 VOCs 治理技術


主要通過末端治理來進行污染物減排;生產過程控制也有新的技術出現,提高材料的循環利用率,減少污染物排放;源頭預防主要是低 VOCs 含量的材料開發也日益加強,材料的特性和使用方法也需要企業逐步適應。國內應用在印刷包裝行業的廢氣處理技術,主要有氧化分解法,等離子體法,吸附法,冷凝回收法等,這些方法應用效果差異較大。

目前在包裝印刷領域最有效,最徹底,也是最可靠的處理方法是熱分解法, 即通過高溫燃燒或在一定溫度下通過催化劑熱分解 VOCs,相應的處理設備主要有蓄熱式焚燒爐(RTO)和蓄熱室催化焚燒爐(RCO)。

由于過程采用了高效陶瓷蓄熱體,設備本身具有很高的熱效率(可達 95%以上), 能夠比較節能的運行。因此目前 RTO 是包裝印刷行業用來處理廢氣的最典型設備。但在有些在廢氣風量較大,濃度較低的情況下,可以適用濃縮轉輪技術。

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