2019年凹印(yìn)軟包裝行業在巨大的市場壓力和環保壓力下,仍(réng)取得了較好(hǎo)的發展,存量(liàng)整合、兩極分化(huà)仍然是其發展的主旋律(lǜ)。這一年來,*有關部門在VOCs管控等方麵(miàn)出台了一係列(liè)方案、標準、政策等,凹印(yìn)軟包裝行業的VOCs減排技(jì)術取得了(le)較大進展。
VOCs減排技術現狀
1.階(jiē)段性成果
在強大的(de)環保壓力下(xià),企業的環保意識和社會責任感有了普遍的提高。業內(nèi)絕大部分企業都安裝了VOCs治理環保裝置,解決了環保設施從無到有的問題。凹印軟包裝行業VOCs治理(lǐ)的技術路線(xiàn)逐漸明確,各種VOCs減排技術的適應性和優缺點逐步明朗,並且開始從(cóng)“環保設施從無到有”的初級(jí)階段向“達標排(pái)放、經濟適用”的完善發展階段過渡。
(1)無溶劑複合技術、水性膠複合(hé)技術大(dà)麵積快速推(tuī)廣,增速前所未有,成為源頭減排*選技術。
(2)末端(duān)治理全麵展開,回收和銷毀兩大類技術均有(yǒu)應(yīng)用,目前減風增濃+RTO成為主流技術。
(3)無(wú)組織排放管(guǎn)控(kòng)技術不斷成(chéng)熟,車間合理布局、優化氣流組織、逸散科學捕集等控製技術措施正在一些大型企(qǐ)業得到應用。
(4)印刷源頭削減與替代問題成為技術攻關重點,水性油墨、水(shuǐ)醇油墨、UV、EB等低(無)VOCs油墨印刷技術均取(qǔ)得重大進展。
2.存(cún)在問題
(1)源頭替代及控製力度不足。
(2)無組織排放問題突出。
(3)末端(duān)治(zhì)汙設施簡易(yì)低效(xiào)。VOCs末端治理技術百花齊(qí)放、亂象叢生,增加了企業選擇的難度, 治汙設施建設質量良莠(yǒu)不齊,應付治理、無效治理等現象突出。軟包裝行業中,投資並有效運(yùn)行VOCs焚燒、回(huí)收等高(gāo)效VOCs治理裝置的(de)企業占比較小,而大多數企業(部(bù)分地區甚至達90%以上)采用低溫等離子、光催化、光氧化等低效技術,治汙效果差。一些(xiē)企業由(yóu)於設計不規範、係統不匹配等原因,即使選擇了高效治理技術,也未取得預期的治汙效果。
(4)運行管理不規範。VOCs治理需要全麵加強(qiáng)過程管控,實施精細化管理。一些企業(yè)采用活(huó)性炭吸附工藝,但長(zhǎng)期不更換吸附材料。
(5)監測(cè)監控不到位。我國VOCs監測工(gōng)作尚處(chù)於起步階段,企業自行監測質(zhì)量普遍不高,點位設置(zhì)不合理、采(cǎi)樣(yàng)方式不規範、監測時段代表性不強等問題突出。
政策環境變化
1.2019年6月26日,生態環境部發布了《重點行業揮發性有(yǒu)機物綜合治理方案》(環大氣[2019]53號)。該方(fāng)案在對前期的VOCs治理(lǐ)工作進行總結(jié)的基礎上,提出(chū)了(le)針對不同工況、不同重點(diǎn)行(háng)業的(de)VOCs實用治理(lǐ)技術,並對(duì)不同技術的適(shì)用範圍進行了界定,對今(jīn)後(hòu)重點行業的VOCs末(mò)端治理工作具(jù)有重要的指導(dǎo)意義。
該(gāi)方案明確了六大重點行(háng)業VOCs治理任務,並對京津冀及周邊、長三角和汾渭平原(yuán)三大重點區域提出了更為嚴格的治理要求。同(tóng)時《方案(àn)》明確要求塑料(liào)軟包裝印刷企(qǐ)業推廣使用水(shuǐ)醇性油墨、單(dān)一組分溶劑油墨,無溶劑複合技術(shù)、共擠出複合技術等(děng),鼓勵使(shǐ)用水性(xìng)油墨、輻射固化油墨、紫外光固(gù)化光油、低(無)揮發和高沸點的清潔劑等(děng)。
2.2019年5月24日,生態環(huán)境部發(fā)布《揮發(fā)性有機物無組織排放控製(zhì)標準》(GB37822-2019)。
3.《印(yìn)刷工業汙染防治可行技術指南(nán)》已通過評審,*標準 《印刷工業揮發(fā)性有機物排放標準》正在製訂中。
方案要求各地應根據《關於加強重汙染(rǎn)天氣應對夯實應急減排措施的(de)指導意見》,指導工業企業製定“一廠一策”實施方案
4.2019年10月11日,生(shēng)態環境部印發《京津冀及周邊(biān)地區2019-2020年秋冬季大氣(qì)汙染綜合治理(lǐ)攻(gōng)堅行動(dòng)方案》,方(fāng)案要求各地應根據《關於加(jiā)強重汙染天(tiān)氣應對夯實應急減排措施的指導意見》,嚴格按照Ⅲ級、Ⅱ級、Ⅰ級應急響應,指(zhǐ)導工業企業製定“一廠一策(cè)”實施方案,明(míng)確不同應急等級條件下停產的生產線、工藝環節和各類減排措施(shī)的關鍵性指標,細化各減排工序(xù)責任人及聯係方式等。同時,實施(shī)差異化應急管理。
VOCs減排技術進展
近年(nián)來,凹印軟包裝行業不論是源頭削減(jiǎn)、過程控製還是末端治理(lǐ)均取得了明顯(xiǎn)的進步。
1.源頭削減與水墨(水醇油墨)應用
從(cóng)源頭上減少溶劑的使用量或者(zhě)僅使(shǐ)用有利於末端治理的溶劑,從長遠來講是實現行(háng)業VOCs減(jiǎn)排(pái)的(de)根(gēn)本解決措施。在複合環節,擠出複合、無(wú)溶(róng)劑複合、水性複合、膠幹(gàn)式複合都是已經成熟的技(jì)術。在印刷環節,單一溶劑(jì)油墨、水性油墨及水醇油墨、UV塑料凹印、EB塑料膠印(yìn)等前沿技術開始得到應用。
水性油墨和水醇油墨凹印(yìn)技術是當前軟包裝領(lǐng)域的熱點之一,采用水墨從源頭治理VOCs是*理想的方法。目前國內已有十幾家(jiā)油墨企業研製成功水性油墨(mò)或(huò)水醇(chún)油墨並(bìng)投放市場;國(guó)內所有的一線凹印機生產企業和部分二線(xiàn)凹印機生產企業都相繼推出了適應水性油墨的(de)凹印機——水墨印刷機;凹印製(zhì)版(bǎn)企業也相應(yīng)推出適應水墨的淺版。因(yīn)此,水墨、水墨(mò)凹印機、水墨(mò)淺版及耗材等水性油墨應用產業鏈(liàn)已(yǐ)成雛形。
目前行業裏已初(chū)步解決了水墨(mò)的初幹、徹幹問題,油墨對基材的潤濕、體(tǐ)係對(duì)顏(yán)料的分散問題,適應淺版(bǎn)印(yìn)刷的遮(zhē)蓋力(lì)問題。近期又初步(bù)解決(jué)了附著牢度和幹(gàn)燥(zào)問題,這(zhè)些突破將塑料軟包裝水(shuǐ)墨印刷技術又向前推進了(le)一步(bù)。
總體來說,水性油墨在市(shì)場的應用雷聲大、雨點小,對傳統溶劑墨的替代率很低。應用企業(yè)很大程度上是將(jiāng)其(qí)作為一種技術儲(chǔ)備,小批量試用的企(qǐ)業較多(duō),真(zhēn)正大批量應用的較少。印刷適應(yīng)性、複合適應性、對BOPP、BOPET、BOPA等(děng)基(jī)材的適應性等方麵都有待進一步的完善。無論如何,水性油墨的(de)成功試用和使用,是一個(gè)良好的開(kāi)端,需要油墨(mò)製(zhì)造商、凹印機製造商、凹印軟包裝企業(yè)不斷努力使(shǐ)之成熟。
目前,應用於塑料表印、紙張凹印等的水性墨產品已較成熟,但應用比例不大,在複合軟包裝領域也已經有一些企業開始水醇油墨的工業化應用。
2.過程控製和無組織排(pái)放管控
過程控製和無組織排放管(guǎn)控即從印刷和複合加工(gōng)過程(chéng)中通(tōng)過改進烘幹的效率和生產現場管理等措施達到VOCs減排目的。目前,減風增濃和無組(zǔ)織排(pái)放管控技術(shù)已經逐步成熟。
過程控製主要措施是對印刷複(fù)合設備進行技術革(gé)新,使生產排放的VOCs尾氣的風量(liàng)減小、濃度提高,同時增加熱能利用等。在油墨、膠粘劑調配、運送(sòng)、印刷幹燥、洗版擦版(bǎn)、貯存等過程采取有效措施,減少無組織排放。例(lì)如(rú),印刷設備增加LEL裝置、部分區域軟封閉、半封閉墨槽(cáo)及油墨槽(cáo)加蓋、全封閉(bì)擋墨裝置及推行清潔生產等。
3.末端治理-係統工程(chéng)
凹印軟(ruǎn)包裝行業的廢氣排放(fàng)為中等濃度、大風量(liàng),且隨著工況變化而變化。
末端治理技術如吸(xī)附回收技術、燃燒技(jì)術等本身是比較成熟的,但在與凹印軟包裝(zhuāng)行業的“無縫對接”上,需要(yào)做(zuò)許(xǔ)多細致艱苦的工作。末端治(zhì)理技(jì)術(shù)在軟包裝行業有很多(duō)成功的案(àn)例,也有不少失敗的案(àn)例。因此,企業應該因情製宜、統籌考慮,精心(xīn)選擇適合本(běn)企業條件的治理技術方案,不應盲目效仿。
末(mò)端治理技術目前主要(yào)有兩個方向:一個方向是回收,包括吸收法、吸附法及冷凝法等。另外一個方向(xiàng)是銷毀,包(bāo)括燃燒法、光催化(huà)法(fǎ)、等離子法及生物法等(děng)。近兩年,通過RTO燃燒法進行軟包(bāo)裝行業VOCs治理(lǐ)成為主流方法。
(1)回(huí)收法(fǎ)
回收法是通過物理的方法(fǎ),改變溫度、壓力,或采用(yòng)選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來收集分離有機氣相汙(wū)染物,主要技(jì)術有(yǒu)吸附、吸收、冷凝及膜分離技術。回收(shōu)的揮發性有機物可以直接或經(jīng)過(guò)簡單純化後返回工藝過程(chéng)再利用,以(yǐ)減少原料的消耗,或者用於有機溶劑質量要求較低的生產工藝,或者(zhě)集中進(jìn)行(háng)分離(lí)提純。
在凹(āo)印工序中,已經有一些大型企業采用回收法,取得(dé)了良(liáng)好的(de)的應用效果。但回收法(fǎ)投資較大,比較適合擁有多條生產線的大型企業。
(2)燃燒法
燃(rán)燒法的主要技術分為直接燃燒法、蓄熱式燃燒RTO、催化蓄熱燃燒RCO等。目前燃燒(shāo)法應用較為成熟,有機廢氣經過燃燒後產(chǎn)生的熱能可以直接回收(shōu),按需要輸出熱能,實現(xiàn)廢氣治(zhì)理的(de)同時可以取代燃氣鍋爐作為供熱(rè)設備。在我國,應用RTO燃燒法(fǎ)治理VOCs的印刷企業相對較多。
對中小企業來說,燃(rán)燒法投(tóu)資(zī)依然比(bǐ)較(jiào)大(dà)。一些企業已經研發出了小(xiǎo)型燃燒裝置並開(kāi)始(shǐ)應用,但實際效果還有待實踐和(hé)時間(jiān)驗證。
(3)低溫等離子體、光催化、光氧化等技術的應用
該類技術在《重點行業揮發性有機物綜合治理方案》中(zhōng)被列為(wéi)低效治理技術之列(liè)。近年來,很多地市都提出了要求限期短期快速治理,迫於形勢、資金(jīn)以及技術和市場的壓力,一些(xiē)凹印企業倉促選擇了(le)等離子、光催化、光解等投(tóu)資較小的臨時過渡措施,效果並不理想。同時,有專家認(rèn)為,近年來(lái)工業城鎮造成臭氧超標(biāo)的其中因素就是濫(làn)用等離子體和產生臭氧(yǎng)的UV光催化氧化設備。目前,已有多地環保(bǎo)部門叫停了單(dān)一采用等離(lí)子等技術治理VOCs。
任何技術的完善都需要一個發展過程。目前國內很多企(qǐ)業和研究(jiū)機構在進行低(dī)溫(wēn)等離子體等技術的深化研究工作,包(bāo)括與其他技術的協同淨化技術的研究開發,如低溫等離子體(tǐ)+催化技術、低溫等離子體+生物技術等。該類技術的應用還具有一定的提升(shēng)空間。
(4)生物法
生(shēng)物法具有設備簡單,投資及運行費用較低,無二次汙染等優(yōu)點,近(jìn)年來在(zài)有機廢氣淨化領域(yù)的研究進展(zhǎn)很快,適用範圍不斷拓寬。隨著各種生(shēng)物菌劑和新的生物(wù)填料(liào)的開發,其不斷地(dì)取(qǔ)得突破(pò),逐(zhú)步拓展到醇類、酯類等多種類型的有機(jī)物的淨化。但由於生物菌種對有機物的降解具有專一性,隻適合易生物(wù)降解的有機物的淨化,普適性較差。
生物法(fǎ)本身是(shì)一(yī)種綠色環保的淨(jìng)化技術,在(zài)國外(wài)的VOCs治理領域深受青睞(lài)。從長(zhǎng)遠來看,生物淨(jìng)化技術將會得到更快的發展和更多的應用。
目前,部分企業開始使用生物法對水醇油墨印刷廢氣進行(háng)生化處理,取得了較好的效果。隨著水醇油墨的工業(yè)化應用,與醇水油墨配套的末端治理設備將成為重要的研發領域。