2019年凹印軟包裝行業在巨大的市(shì)場壓力和環保壓(yā)力下,仍取得了較好的發展,存量整合、兩極(jí)分化仍(réng)然是其發展的(de)主旋律。這一年來,*有關部門在VOCs管控等方麵出台了一係列方案、標準、政策等,凹印軟(ruǎn)包裝行業的VOCs減排技術取得了較大進展。
VOCs減排技術現狀
1.階段性成果(guǒ)
在強大的環保壓力下,企業的環保意識和社會責任感有了(le)普遍的提(tí)高。業內(nèi)絕大部分企業都安裝(zhuāng)了VOCs治理環保裝置,解決了環保(bǎo)設施(shī)從無到有的問題。凹印軟包裝行(háng)業VOCs治理的技(jì)術路線逐漸(jiàn)明(míng)確,各種VOCs減排技術的(de)適應性和優缺點(diǎn)逐步明朗,並且開始從“環保設施從無到有”的初(chū)級階段向“達標排放(fàng)、經濟適用”的完善發展階段過渡。
(1)無溶劑複合技術、水(shuǐ)性膠複合技術大麵積快速推廣,增速前所未有,成為源頭減(jiǎn)排*選技術。
(2)末端治理全麵展開,回收(shōu)和銷毀兩大類技術均有應(yīng)用,目前減風增濃+RTO成為主流技(jì)術。
(3)無組織排放管控技術不斷成熟,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業得(dé)到應用。
(4)印刷源頭削減與替代問題(tí)成為技(jì)術攻關重點,水性油墨、水醇油墨、UV、EB等低(無)VOCs油墨印刷技(jì)術均取得重大進展。
2.存在問(wèn)題
(1)源頭替代及控製力度不足(zú)。
(2)無組織排放問題突出。
(3)末端治汙設施簡易低效。VOCs末端治理技術百花齊放、亂象叢生(shēng),增(zēng)加了企業選擇的難度, 治汙設施建設質量良莠不齊,應付治理(lǐ)、無效治理等現象突出。軟包裝行業中,投資並有效運行(háng)VOCs焚燒、回收等高效VOCs治理裝置的(de)企業占(zhàn)比較小,而大多(duō)數企(qǐ)業(部分地區甚至達90%以上)采用低溫等離子、光(guāng)催化、光氧化(huà)等低效技術,治汙效果差。一些企(qǐ)業由於設計不(bú)規(guī)範、係(xì)統(tǒng)不匹配等原因,即使選擇了高效治理技術(shù),也未取得預期的治汙效(xiào)果。
(4)運行(háng)管理不規範。VOCs治理需要全麵(miàn)加強過程管控,實施精細化管理。一些企業采用活性炭吸附工藝,但長期不更換吸附(fù)材料。
(5)監測監控不到位。我國VOCs監測工(gōng)作尚處於(yú)起步階段,企業自行監測質量普遍不高,點位設置不(bú)合理、采樣方式不規範、監測時段代表性不強等問題突出。
政策環(huán)境變化
1.2019年(nián)6月26日,生態環境部發布了《重(chóng)點行業揮發性有機物綜合治理(lǐ)方案》(環大氣(qì)[2019]53號)。該方(fāng)案在對前期的VOCs治理(lǐ)工作進行總結的基礎上,提出了(le)針對不(bú)同工況、不同(tóng)重點行業的VOCs實用治(zhì)理技術,並對不同技術的(de)適用(yòng)範圍進行了界定,對今後重點行業的(de)VOCs末端治理工作具有重(chóng)要的指導意(yì)義。
該方案明確了六大重點行業VOCs治理任(rèn)務,並對京津冀及周邊、長(zhǎng)三(sān)角和汾(fén)渭平原三大重點區域提(tí)出了更(gèng)為嚴格的治理要求。同時《方案》明(míng)確要求塑料(liào)軟包裝印刷企業推廣使用水醇(chún)性油墨、單一組分溶(róng)劑油墨,無溶劑複合(hé)技術、共擠出複合技術(shù)等,鼓勵使用水性油墨、輻射固化(huà)油墨、紫外光固化光油、低(無)揮發和高(gāo)沸點的清(qīng)潔劑等。
2.2019年5月24日,生態環境部發布《揮發性有機物無組織排放控製標準》(GB37822-2019)。
3.《印刷工業(yè)汙染防治可行技術(shù)指南》已通過評審,*標準 《印刷工業揮發性有機物排放標準》正在製訂中。
方案要求各地應根據《關於加強重汙染天氣應對夯實應急減排措施的指導意見》,指導工業企業製定“一廠一策”實施方案
4.2019年10月11日(rì),生態環境部印發《京津冀及周邊地區2019-2020年秋冬季大氣汙染(rǎn)綜合治(zhì)理攻堅行動方案》,方案要(yào)求各地應根據《關於加強重汙染天氣應對夯實應急減排措施的指導意(yì)見》,嚴格按照Ⅲ級(jí)、Ⅱ級、Ⅰ級應急(jí)響(xiǎng)應,指導工(gōng)業企業製定“一廠一策”實施方案,明確不同應急(jí)等級(jí)條件(jiàn)下停產的生產線、工藝環(huán)節和各類減排措施的關鍵性指標,細化各減(jiǎn)排工序責(zé)任人及聯係(xì)方式等。同(tóng)時,實(shí)施差異化應急管理。
VOCs減排技術進展
近年來,凹印軟包裝行業不論是源頭削減、過程控製還是末端治理均取得了明顯的進步。
1.源頭(tóu)削減與水墨(水醇油墨)應用
從源頭上減少溶劑的使用量或(huò)者僅使用有利於末端治理的溶劑,從長遠來講是實現行(háng)業VOCs減排的根本解決措施。在複合環節,擠出複合、無溶劑(jì)複合、水性複合、膠幹(gàn)式複合都是已經成熟的技術(shù)。在(zài)印刷環節(jiē),單一溶(róng)劑油(yóu)墨、水性油墨及水醇油墨、UV塑料凹印、EB塑料膠印等前沿技術開始得到應用。
水性(xìng)油墨和水醇油墨凹印技術是(shì)當(dāng)前軟(ruǎn)包(bāo)裝領域的熱點之一,采用水墨從源頭(tóu)治理VOCs是*理想的方法。目前國內已有十幾(jǐ)家油墨企(qǐ)業研製成功水性油墨或水醇油墨並投放市場;國內所有的(de)一線凹印(yìn)機生產企(qǐ)業和部分二(èr)線凹印機生產企業都相繼推出了適應水性油墨(mò)的凹(āo)印機——水墨印刷機;凹印製版企業也相應推(tuī)出適應水(shuǐ)墨的淺版。因此,水墨、水墨(mò)凹印機、水墨(mò)淺版及耗(hào)材等水性油墨應用產業鏈已成雛形。
目前行業裏已初步解決了水(shuǐ)墨的初(chū)幹、徹幹問題(tí),油墨對基材的潤(rùn)濕、體係對顏料的分散問題,適應淺版印刷的遮蓋力問(wèn)題。近期又初步解決了附著牢度和幹燥(zào)問題,這些突(tū)破將塑料軟包裝水墨印刷技術又向前推進了(le)一步。
總體(tǐ)來說,水性油墨在市場的應用雷聲大(dà)、雨點(diǎn)小,對(duì)傳統溶劑墨的(de)替代率很低。應用企業很大程度上是將其作為一種技術儲(chǔ)備,小批量試用的企業較多,真正大批量應用的較少。印刷適應性、複合適應性、對BOPP、BOPET、BOPA等基(jī)材的適(shì)應性等方麵都有待進一步的完善。無論如何,水性(xìng)油墨的成功試用和(hé)使用,是一個良好(hǎo)的開端,需要油墨製造商、凹印機製造(zào)商(shāng)、凹印軟包裝企業不斷努(nǔ)力使之成熟。
目前,應用於塑料表印、紙(zhǐ)張凹印等的水性(xìng)墨產品已較成熟,但應用比例不大,在複合軟包裝領域(yù)也已經有一些企業開始(shǐ)水醇(chún)油墨的工業化應用。
2.過程控製和無組織排放管控
過程控製和無組織排放管控即從印(yìn)刷和複合加工(gōng)過程中(zhōng)通過改進烘幹的(de)效率和生產現場管理等措施達(dá)到VOCs減排目的。目前,減(jiǎn)風增濃和無(wú)組織排(pái)放管控技術已經逐步成熟。
過(guò)程控製主(zhǔ)要措施是對印刷複合設備進行技術革新,使生產排放的VOCs尾氣的風量減小、濃度提(tí)高,同時增加熱能利用等。在油墨、膠粘劑調配、運送、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。例如,印刷設備增加LEL裝置、部(bù)分區域軟封閉、半封閉墨槽及油(yóu)墨(mò)槽加蓋、全封閉擋墨裝置及推行清潔生產等。
3.末(mò)端治理-係統工程
凹(āo)印軟包裝行(háng)業的廢氣排放為中(zhōng)等濃度、大風量,且隨著工(gōng)況變化而變化(huà)。
末端治理技術如吸附回收(shōu)技術、燃燒技術等(děng)本身是比較(jiào)成熟的(de),但在與凹印(yìn)軟包裝行業的(de)“無縫對接”上,需要做許多細致艱苦的工作。末(mò)端(duān)治理技術(shù)在軟包裝行業有很多成功的案例,也有不少失敗的案例。因此,企業應該因情製宜、統籌考慮,精(jīng)心選擇適合本企業條件的(de)治理技術方案,不應盲目效仿。
末端治理技術目前主要有兩個方向(xiàng):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,包括燃燒法、光催化法、等(děng)離(lí)子(zǐ)法及(jí)生物法等。近兩(liǎng)年(nián),通過RTO燃燒法進行軟包裝行業VOCs治理(lǐ)成為主流方法。
(1)回收法
回收法(fǎ)是通過物理的方法,改變溫度、壓力,或采用選擇性吸附劑和選(xuǎn)擇性滲透膜等方法(fǎ)來收集(jí)分離有機氣(qì)相汙染物,主要技術有吸附、吸收、冷凝及膜分(fèn)離技術。回收的揮發性有機物可以直接或經過簡單純化後返(fǎn)回工藝過程再利用,以減少原料的消耗(hào),或者用於有機溶劑質量要求較低的生產工藝,或(huò)者集中進行分離提純。
在凹印工序中,已經有一些大型企(qǐ)業采用回收法,取得了良好的的應用效果。但回收法投資較大(dà),比較適合擁有多條生產線的大型企業。
(2)燃燒法
燃燒法的主要技術分為直接燃(rán)燒法、蓄熱式燃燒(shāo)RTO、催化蓄熱燃燒RCO等。目前燃燒法應用較為成熟,有機廢氣經過燃燒後產生的熱能可(kě)以直接回(huí)收(shōu),按需要輸出熱能,實現廢氣治理的同時可以取代燃氣鍋爐作為供熱設備。在我國,應用RTO燃燒法治(zhì)理VOCs的印刷(shuā)企業相對(duì)較多。
對中小企業來說,燃燒法投資依然比較(jiào)大。一些企業已經研發出了小型(xíng)燃燒裝置並開始應用,但實際效果還有(yǒu)待實(shí)踐和時間驗證。
(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(háng)業揮發性有機物綜合(hé)治理方案》中被列(liè)為低效治理技術之(zhī)列。近年來,很多地市都提出了要求限期短期快速治理,迫於形(xíng)勢、資金以(yǐ)及技(jì)術和市場的壓(yā)力(lì),一些凹印企業倉促選擇(zé)了等離子、光(guāng)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,有專家認為,近年來工業城鎮造成臭氧超標的其(qí)中因(yīn)素就是濫用等離子體和產生臭氧的UV光催化氧化設備。目前,已有多地環保部門叫停了單一采用等離子等技術治理VOCs。
任何技術的完善都需要(yào)一個發展(zhǎn)過程(chéng)。目前國內(nèi)很多企業和研究機(jī)構(gòu)在進行低溫等離子體等技(jì)術的深化研究工作,包括與其(qí)他技術(shù)的協同淨化技術的(de)研究開發,如低(dī)溫等離(lí)子體+催化(huà)技術、低(dī)溫等離子體+生物技術等。該類技(jì)術的應用還具有一定的提升空間。
(4)生(shēng)物法
生(shēng)物法具有設備簡單,投資及運行費用較低,無二次(cì)汙染等優點,近年來在有機廢(fèi)氣淨化領域的研(yán)究進展很快,適(shì)用範圍不斷拓寬。隨著各種生物菌劑和(hé)新的生物填料的開發,其不斷地取得(dé)突破,逐步拓展到醇類、酯類等多種類型的(de)有機物的淨化。但由於(yú)生(shēng)物菌種(zhǒng)對有機物的降(jiàng)解具有專一性,隻適合易生物降解的有機物的淨(jìng)化,普適性較差。
生物法本身是一種綠色環保的淨化技術,在國外的VOCs治理領域深受青睞。從長遠來看,生物淨(jìng)化技術將會得到更快的發(fā)展和更多的應用。
目前,部(bù)分企業開始使用生物法對水醇油墨印刷廢(fèi)氣(qì)進行生化處理,取得了較好的效(xiào)果。隨著水(shuǐ)醇油墨的工業化應用,與醇水油墨配(pèi)套的末(mò)端治理設備將成為重要的研發領域。