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作为多年的凹印从业者,有关凹印VOCs的末端治理,笔者从凹印用户角度出发,有些经验和建议,在此斗胆抛砖引玉,与大家交流和分享。
凹印VOCs末端治理技术的应用情况
2001~2007年,全国一些大中城市就有很多凹印VOCs末端治理项目,基本以“活性炭吸附+催化燃烧”为主,但这些项目大多并没有实际运行,上马的主要目的是应对环评验收达标排放,而不是治理VOCs。
2007~2012年,各地规模以上凹印企业陆续上马VOCs末端治理项目,基本以“回收”为主,如活性炭(碳纤维)吸附+回收,上马的主要目的有3个:预期回收经济效益、环评验收、企业主动治理意愿。
2012~2014年,众多凹印企业纷纷主动上马VOCs末端治理项目,但基本还是以“回收”为主,主要是因为期间全国各地雾霾锁城,国家首次提出将VOCs纳入污染防治,凹印企业环保压力激增。
2015年至今,包装印刷业被国家列为VOCs排污收费试点行业,凹印行业由于生产过程中使用大量有机溶剂并直排,面临巨大环保压力。基于VOCs排污费的大幅收取、凹印排放标准的日益严格,以及日后自动在线连续检测的安装可能,整个凹印行业的主流VOCs末端治理技术开始快速转向燃烧(RTO),同期大量燃烧项目在全国各地大型凹印企业快速推进,大面积铺开,但截至目前,实际运行的还比较少,仍有待观察。但同期很多地市都提出了要求限期短期快速治理,迫于形势、资金,以及技术和市场的纷繁乱象等,大多凹印企业仓促选择了等离子、光催化、催化燃烧、光解等投资几十万的临时过渡措施,也是很大的浪费。
凹印VOCs末端治理方案的选择
基于目前的经济、技术、环保、市场等条件,笔者认为凹印企业在选择VOCs末端治理方案之前,必须注意以下3个方面。
1.摸底
凹印企业必须摸清VOCs排放量、浓度、成分等总体情况,统筹考虑方案,特别是治理设施入口废气风量、浓度、规律等需要反复确认,这是所有项目设计和运行的基础,必须多方反复确认。
2.减风和现场封闭
优化凹印机烘箱结构,减少、合并、浓缩废气,减少排放总量,控制每色废气总量小于1000m3/min或更小(但烘箱内部循环风量和风压等保持不变),可以通过手动热风回用、自动LEL热风回用等措施来实现。浓缩后废气浓度一般大于2.5g/m3,达到RTO自维持浓度,运行后凹印企业只需承担RTO变频风机的电费即可。但凹印机烘箱减风设计,涉及烘箱设计、无组织减少、墨槽封闭、系统保温、烘干原理、凹印工艺、热风回用等,需要科研院所、凹印机械厂、热风系统集成商、凹印企业等多方统筹完成(国内凹印机上万台,凹印机械厂上百家,但烘干系统大多搬用国外机械厂20年前的系统,真正能独立统筹开发设计的还没有),这样才能实现以既定速度、最小风量、最小热量、最高废气浓度完成有效烘干的目的(但废气浓度低于安全值)。在此笔者建议凹印行业推出凹印能耗等级和能效标识,这样就能更好地从设计之初进行全面统筹,管理能耗、利用能耗,并极大地推动行业进步。
现场封闭是减少无组织排放的重要措施,虽然国外现在也很少,但国内有要求,除了墨槽封闭、烘箱负压、地面抽风取消或合并外,印刷机的相对封闭也要列入日程。
3.慎重选择
基于目前的环保政策、治理技术,以及凹印企业各种纷繁复杂的VOCs排放情况,即使凹印企业真心投入VOCs治理,要想制定出短期有效、合理的方案也是极为困难的,笔者见过太多失败的案例,尤其是目前有些凹印企业直接将VOCs末端治理外包给供应商的做法是极其错误的。凹印企业需要充分认识到,即使供应商从前期调研、设计、加工到后期安装、调试全程参与和配合,但从目前来看,能否确保项目成功,还有各种不确定性,因此凹印企业应当慎重选择。
下面,基于笔者对现有凹印VOCs末端治理技术的认识和理解,给出如下选择建议,供大家参考。
方案一:溶剂回收【不建议】
主要存在如下问题:
(1)达标
回收方案吸附一级废气外排达标困难,且废气的多成分(如含醇)以及吸附材料本身的无选择性,使得各种不同形状的废气同时兼顾达标非常困难,大多需要追加二次VOCs治理设施实现达标。
(2)安全
其一,溶剂回用工艺区域需要除水、除味、蒸馏、脱色、提纯等操作,属于甲类防爆区域,需要有远离生产区域的场地,而且提纯处理类似化工工艺,有较大安全隐患,另外是否允许本厂这样处理回收溶剂,地方安监、消防政策模糊;其二,凹印废气成分复杂,除了溶剂,还有油墨、光油等内部溶剂的成分,反复回用到凹印原来的纯溶剂工艺里,会有各种潜在产品质量风险,尤其对于食品包装,极易存在溶剂迁移风险。
(3)技术
目前单一溶剂或双组分溶剂油墨的应用还不成熟,凹印废气回收得到的是混合溶剂,还做不到现场分离和提纯回用,而且如果企业只有1~2台凹印机的废气排放量,一年排放几百吨,偏小,不适合回收。
(4)政策
国家将回收溶剂定义为危险废物,需要具有资质的企业来处理,使得回收溶剂的收集、存储和流转更加困难,而且目前集中外运再精制回用也不成熟。另外,随着当前VOCs排污费的征收,回收溶剂数量清晰、环节透明,凹印企业的压力更大。
(5)经济
回收成本基本可以接受,如按电费1元/度、蒸汽费200元/吨计算,回收1吨溶剂的成本约在1500元/吨以内(单纯回收溶剂的成本,如提纯还要增加500~700元/吨),但由于最近石化产品大幅降价,使得回收溶剂价值随之大幅下跌,市场快速变小,出售非常困难,以前不提纯就能卖,现在提纯后也几乎没人要,最后可能不得不按危废付费卖掉,危废处理还要增加成本约5000元/吨,回收成本大幅上升。
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