淺談印刷工業的VOCs 治理！

發布時間：2021-12-17 16 :22 瀏（liú）覽次數：

作為VOCs治理目標中的五大重點行業之一，印刷工業一時間麵臨著（zhe）前所未有（yǒu）的（de）環保（bǎo）壓力。從源頭、過程控製（zhì）到（dào）末端治理，如何（hé）開展VOCs治理（lǐ）、如何選擇治理設備，成為印刷企業關注的（de）焦點。

從源頭上減少有機溶劑的使用量和排放量，減（jiǎn）排潛力巨大，從長遠來講是實現行業（yè）VOCs減排的根本途徑。但是現（xiàn）階段達（dá）不到完全從（cóng）源（yuán）頭方（fāng）麵來治理廢（fèi）氣，針對以VOCs為原料的生產過程環節和含VOCs產品的使（shǐ）用過程環節（jiē），隻能采取廢氣收集措施，提高廢氣收集效率，減少廢氣的無組織排放與逸散，這是進行後（hòu）續治理的（de）前提（tí）條件。在含（hán）VOCs 產品的（de）生產過程和以VOCs為原料的生產過程中（zhōng），VOCs排放不可避免，根據國家現有法律及法（fǎ）規標準必須進行末（mò）端治理。

VOCs的產生

印刷是使用印版或其他方式將（jiāng）原稿上的圖（tú）文信息轉移到承印物上的工藝技（jì）術（shù），按分類主要包括出版物印刷、包裝物印刷和其他印刷（shuā）品印（yìn）刷（shuā），按承載物（wù）分為紙及（jí）紙板印刷、金屬印刷、塑料印刷等（děng）。

印刷工藝主要有平版印刷、凸版印刷（如柔版印刷）、凹版印（yìn）刷和孔版印刷。不（bú）同印刷工藝的VOCs來源和排放方式基本（běn）相同（tóng）：VOCs來源於所使用的油墨及稀釋劑（印刷不透氣承印物需添加稀釋劑，如金屬印刷、塑料印刷）、複合用膠粘劑（jì）（僅限於（yú）部分存在複合（hé）工藝的（de）印刷企業）及設備清洗劑，可能的排放途徑有油墨調配過程溶（róng）劑揮發、印刷過程油墨溶劑揮（huī）發、烘幹（gàn）階段、複合（hé）過程及設備清洗過（guò）程等。

印刷生產工藝流程及主要VOCs產（chǎn）生環節如圖所示。

1. 平版印刷工藝及VOCs排放

平版印刷（平印）又稱為（wéi）膠版印刷（膠印），其特征是（shì）印版的圖文著墨部分和空白部分幾乎在同一平麵上。平版印刷企（qǐ）業所使（shǐ）用的油墨（mò）包括溶劑型油墨、植物大（dà）豆油（yóu）墨、UV 固化油墨和水性油墨，其中溶劑型油墨揮發性有機化合（hé）物含量較高，是平版印刷企業主要的VOCs排放源。此外，平版印刷（shuā）在生產過程中所使用的有機溶劑型洗車水及（jí）潤版液等也（yě）是VOCs 排放（fàng）源之一。

2. 凸版印刷工藝及VOCs排放

凸版印刷（凸印）的圖文部分處於一個平（píng）麵，明顯高於空白部分，印版（bǎn）著（zhe）墨時（shí），油墨（mò）附（fù）著在印版的凸（tū）起部分，並在（zài）壓力作用下轉移到承印物上。傳（chuán）統（tǒng）的凸版印（yìn）刷采用銅鋅版（bǎn），目前逐漸被柔版印刷（柔印（yìn））代替，采用（yòng）軟質的樹脂印版。

柔版印（yìn）刷通常用於產品包（bāo）裝印刷，對於色（sè）彩要求不高（gāo）的瓦楞紙包裝箱產品（pǐn）一般使用水性油墨，幾乎不存在VOCs 排（pái）放；而對於色彩鮮豔的薄膜製品則一般使用醇溶性油墨，印刷過程（chéng）產生VOCs 汙染。

3. 凹版印刷工藝及VOCs排放（fàng）

凹版印刷（shuā）（凹印）的印版滾筒上空白部分高（gāo）於印刷圖文部分，並且高低懸殊，空白部分（fèn）處於同一平麵或同一曲麵上。印版上凹陷的（de）圖文部分形成（chéng）網穴容納油墨，通（tōng）過滾筒壓印，使印版滾筒上的圖文印跡轉移到（dào）承印物表麵（miàn）。

凹版印刷廣泛應用（yòng）於包裝和特殊產（chǎn）品印刷領域，適用於（yú）薄膜、複合材料及紙張等介質，通常使用低粘度、高VOCs 含量的油（yóu）墨，印製過程產生大量的（de）VOCs，且成分複雜。

4. 孔版印刷工（gōng）藝及VOCs排放

孔版印刷（也稱絲網印刷、絲印）是將（jiāng）真（zhēn）絲、尼龍或（huò）金屬絲編織成網，將（jiāng）其緊繃於網框上，采用手工（gōng）刻（kè）膜或光化學製版的方法製成網版，網版上非圖文部分被塗布的感光塗層封住，隻留下圖文部分的（de）網孔可（kě）以透過油墨。印刷（shuā）時，先在網版上塗墨，再用橡皮刮板在網版上輕刮，油（yóu）墨透過（guò）網版（bǎn），轉移到放置（zhì）在網版下的（de）承印材料上。

孔版印刷VOCs主要來源於油墨及清洗劑，使用溶劑型油墨時VOCs 排放濃度相對較高。

5. 複合工藝及VOCs排放

複合工藝是（shì）指使（shǐ）用膠粘劑將不同的基材通過壓貼（tiē）粘合（hé）形成二種或多種材料（liào）的組合的一種印後加（jiā）工方式，包含幹式複合、濕（shī）式複合、擠出複合、熱熔複合等工（gōng）藝，其中幹（gàn）式複合工（gōng）藝需要使用大（dà）量的膠粘劑和稀釋劑，VOCs 排放量較（jiào）大，且（qiě）成分單一（yī）。印（yìn）刷工藝與含VOCs 原輔材料及VOCs 排放特征見表所（suǒ）示。


VOCs的治理

由於（yú）VOCs廢氣成分及性質的（de）複雜（zá）性（xìng）和單一治理（lǐ）技術的（de）局限性，在大多數情況下，采用單（dān）一技術往往難以達到治理要求。利用不同（tóng）治理技術（shù）的優勢，采用兩種或多種單一淨化技術的（de）組合工藝受到了極（jí）大的重視（shì），采用組合治理工藝不僅（jǐn）可以滿足（zú）排放要求，同時可以降低淨化設備的運行費用。

結合行業（yè）特點及對原輔材料的分析，91官网發現，印刷工業VOCs廢氣含有甲苯、乙酸（suān）乙酯、甲乙酮、異丙醇（ 乙醇）， 排放強度高，而一般紙（zhǐ）張印刷排放強度低，但成分更為複雜（zá）。結合當下常（cháng）見的VOCs治理技術，以及地方政府要求涉氣企業在選擇治理技術工藝是不能選擇單一工藝等要求（qiú），基本都要求企業對於末端治理效率需要達到80% 以上，傳統的治理工藝根本達不到此要（yào）求，隻能采取燃燒法進（jìn）行治理。但是直接燃燒法治理廢氣過程中，存在能耗（hào）大等問題，且廢氣（qì）濃度不高的情況下（xià）基本上無法燃燒，需（xū）要通過前期技術對廢氣濃度進行更改，通過物（wù）理的方式使廢氣濃度增加。

經（jīng）過對印刷企業的調研以（yǐ）及（jí）結合印刷企業（yè）VOCs汙染實際（jì）情況，在此（cǐ）重點介紹一（yī）下活性炭濃縮催化燃燒（shāo）技術。

活性（xìng）炭吸附的實質是利用活（huó）性（xìng）炭吸附的特（tè）性把低濃度大風量廢氣中的有機溶劑吸附到活（huó）性炭中並濃縮，經活性炭吸附淨化後的氣體直接排空（kōng），其實質是一個吸附濃縮的過程，並沒有把有機溶劑（jì）處理掉。這是一個物（wù）理過程。

催化燃燒（shāo）脫附的實質是利（lì）用催（cuī）化燃燒的熱空氣加熱活性炭中（zhōng）被吸附的有機溶劑，使之達到溶劑的沸點，使有機溶劑從活性炭中脫附出來，並且把高濃度的廢氣引入（rù）到催化燃燒反應器中。在（zài）250℃的催（cuī）化起燃溫度下，通過催化劑的作用進（jìn）行氧化反應，轉化為無害的水和二氣化碳（tàn）排入大氣。這是一個化學反應過程（chéng），並非明火的燃燒，且能徹底解決脫附時的二次汙染。

活性炭吸附—催化燃（rán）燒脫附是把以上兩者的優點有（yǒu）效地結合起來。即：先利用活性（xìng）炭進行吸附濃縮，當活性（xìng）炭吸附達到飽（bǎo）和時，利（lì）用電（diàn）加熱啟動催化燃燒設備（bèi），並利用熱空氣局部加熱活性炭吸附床，當催化（huà）燃燒反應床加熱到250℃，活（huó）性（xìng）炭吸附床局部達到60 ～ 110℃時，從吸附床解吸出來的高濃度廢氣就可以在催化反應床中進行氧化反應。反應後的高溫氣（qì）體（tǐ）經換熱器換熱，換（huàn）熱後的氣體一（yī）部分回用送入活性炭吸附床進行脫附，另（lìng）一部分（fèn）排入大氣（qì）。脫附出來的廢氣經換熱器換熱後溫度迅速（sù）提高，從而（ér）能使催化燃燒裝置及脫附達到小功率或無功率運行。

大多數印刷企業因（yīn）設備較（jiào）大、車間空間較大等多方麵的原因導致收（shōu）集過程中廢氣風量較（jiào）大，存在濃度低的特點，選（xuǎn）擇活性炭濃縮催化燃燒技術是較好的處理方式。其主要特點是：

1）催化燃燒大的（de）特點是高低（dī）中廢氣均可使用，廢氣濃度（dù）高的時候吸附脫（tuō）附時間較短（duǎn），就可以變成高濃度廢氣；廢氣濃度低的（de）時（shí）候吸附脫附時間（jiān）長點，也進行了收集，等到達了一定濃度的時候脫附處理變成了高濃（nóng）度廢氣再進（jìn）行燃燒。由於原輔材料的變革較快，企業可以慢慢的從源頭方麵逐步替代，不斷降低（dī）原輔材料的VOCs濃度。但是對於廢氣治理設備的處（chù）理效果（guǒ）來講不會變，隻是減少了運行成（chéng）本，設備（bèi）不需要進行更換。

2）更符合“十（shí）四五”規劃中提到的碳中和，通過燃燒裝（zhuāng）置（用時啟用，不用時停）既滿足治理目標也幫助企業實（shí）現了節能降耗。

3）活性炭濃縮催化燃燒技術成熟穩定，在2017 年開（kāi）始已經通過4 年多的市場運行（háng），穩定性較（jiào）好。通過前幾（jǐ）年的推廣使用，市場價格比（bǐ）較（jiào）透明，整體造價較低。

4）技術在運（yùn）行的過程所需要的運（yùn）行成（chéng）本（běn）較為簡單，主要是：吸附劑（活性炭）、催化劑、收集風機電能、燃（rán）燒風塔電能。這幾個方麵企業可以根據（jù）VOCs 濃度、生產訂單等及時調整，無需專業人士（shì）進行改造。同時，活性炭（tàn）價格便宜，生產廠家眾多，企業可以選擇自主運維也可以選擇第三方運維。

VOCs 廢氣治理技術多（duō）種多樣，企（qǐ）業需要在技（jì）術上和經濟上進行綜合分析後選擇（技術可行性、經濟合理性），通過汙染物成（chéng）分的詳細檢測分析（xī），根據必要的現場試驗對（duì）有機物的回（huí）收價（jià）值、汙染物的沸點、水溶性的高（gāo）低、可生物降解能力、廢氣的排放方式（shì）等進行專家“會診”，通過技術方案評審，選擇合適的治理方式。

文章內容摘自於：《淺談印刷工業的VOCs治理》北京新華印刷（shuā）有限公司 劉雲

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