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软包装VOCs范围控制与监测技术发展

北极星VOCs在线  来源:《塑料包装》  作者:魏风军  2017/10/9 10:49:01  我要投稿  
所属频道: VOCs监测  关键词:VOCs监测 VOCs控制 VOCs排污

北极星VOCs在线讯:导读: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:

目前吸附回收技术逐步兴起,包括日本东洋、洛阳天宝环保装备有限公司、河北天龙环保、广州恒晨环保科技等公司逐渐崭露头角。其中洛阳天宝环保装备有限公司的TBS软包装VoCs回收设备在技术上较为领先,已经历了六代技术演变,在国内如上海紫江彩印、河南银金达、安姆科等多家大型彩印公司进行了实施,回收效果较为显著,给彩印企业带来了极大效益。

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。

4、软包装无溶剂复合技术

无溶剂复合技术使用聚氨酯胶粘剂通过反应固化实现不同基材的粘结。全部工艺在低温或常温(35℃~45℃)状态下完成;使用多辊涂布,胶层薄,涂胶量只有溶剂型干式复合的1/3~1/2,采用无溶剂胶粘剂代替溶剂型胶粘剂,从源头上避免了VOCs的使用与排放,其相比溶剂型干式复合工艺VOCs减排率可达99%以上。目前,国内外无溶剂复合机在国内软包装市场风起云涌,重启鑫仕达、广州通泽机械等国内无溶剂复合机都在软包装市场里应用颇多,技术也较为成熟。

四、软包装VOCs监测技术

进展对于软包装VOCs的控制,其监测同等重要,然监测、治理设施的运营专业性要求比较高,对于软包装企业来说一般缺乏具备相应专业技能的人才。由第三方公司负责运行可以更好地保障运行效果。国内软包装VOCs治理公司先河环保近年来大力推进产业升级,由单一产品向“产品+服务+运营”模式升级,该司中标保定市网格化监控项目,包括了各类型环境空气质量监测设备共900个监测点位,服务于诸多软包装企业。

短期而言,软包装企业的生产工艺、生产设备、基础材料的变革与工艺改善导致其投入较大;然从长远来看,软包装领域可借此实现产业升级,减少vOCs的排放量。对于目前软包装彩印企业来说,应研究自身具体细化工艺,细分不同种类的v0C,针对实际情况采用综合经济和环保的工艺,建议彩印企业根据自身Voc源采用合适有效的方法,而不是人云亦云。

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。

原标题:软包装VOCs范围控制与监测技术发展

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