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独家!经济可行,环保达标才是硬道理!——第六届VOCs治理会议广州召开
时间:2019-05-31   来源: 网络   阅读:1530次

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文:《包装前沿》范军红  沈晓芸


5月19日,广州市番禺祈福酒店。

中国印刷及设备器材工业协会绿色印刷及VOCs治理工作委员会、广东包协情报委、《包装前沿》主办、广东环葆嘉节能科技有限公司、陕西北人印刷机械有限责任公司、大连奥特马工业有限公司协办的第六届包装印刷行业VOCs治理技术交流会暨软包装绿色创新技术论坛在此隆重召开,会议吸引了来自毕玛时、广东顺德宝塑、长沙银腾、芜湖欣平兴、浙江保禄、广东诚信、山东亚新、港发软包装、沧州精彩、湖南怡永丰、重庆汇科包装、鹤山雅图仕、广东和洋、郑州义兴、伟瑞古特、苏州众和等彩印企业约200余位代表参加,四川、苍南、沧州行业协会组团参会。

目前,软包装行业上规模的企业基本都已安装了VOCs末端治理设备(溶剂回收系统或RTO、CTO等燃烧系统),做到了环保达标生产。但这些治理设备的投资和运行成本都不是一笔小数目,对于绝大部分的中小企业来说无力承担。

因此,在前几届VOCs治理会议的基础上,第六届VOCs治理会议除了继续传达国家最新管控政策及法规,主要介绍的是源头替代技术中小型软包装企业用得起的经济、可行、环保达标的治理技术

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会议由中国印工协VOCs治理委员会主任委员(联盟)秘书长  李建军先生主持

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中国印刷及设备器材工业协会副理事长  

陆长安先生致辞


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生态环境部规划院大气室主任  宁淼女士解读我国十三五VOCs污染防治新形势与管控新政策


宁主任详细介绍了我国VOCs排放现状、国家与地方VOCs减排政策体系框架、未来发展趋势与精细化管控思路以及包装印刷行业应对策略。

我国现在人为源VOCs排放量巨大,在2015~2018年,338个城市O3污染呈加重趋势,达标城市数量由284个减至2018年的221个。我国VOCs污染防治中存在的突出问题包括:源头控制力度不足,无组织排放问题突出,治污设施简易低效,运行管理不规范。

宁主任强调大家要特别关注《中华人民共和国大气污染防治法》中第四十五条:产生含挥发性有机物废气的生产和服务活动,应当在密闭空间或者设备中进行,并按照规定安装、使用污染防治设施;无法密闭的,应当采取措施减少废气排放。

宁主任还详细介绍了挥发性有机物定义与监测方法、国家VOCs排放控制标准体系及地方VOCs排放控制标准。其中,VOCs排放控制源包括两大类:一是有组织排放源,包括工艺排气(排气筒)、火炬;一是无组织排放源,包括:工艺过程无组织排放、设备与管线组件泄漏、挥发性有机液体储存、挥发性有机液体装载及废气敞开液面逸散。

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VOCs控制指标


VOCs综合治理策略:

源头削减:企业应通过采用低VOCs含量的原辅材料、清洁生产工艺等措施减少VOCs的产生。

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产品VOCs含量控制

对塑料软包装印刷企业来说,强化源头控制,推广使用性油墨、单一组分溶剂油墨、无溶剂复合技术、共挤出复合技术等;鼓励使用水性油墨、辐射固化油墨、紫外光固化光油、低(不)挥发和高沸点的清洁剂等。

过程控制:工艺设计、设备性能、运行操作以及技术管理要求。

末端治理:建设高效治理设施。

实施精细化管理,要求各地按照分业施策、分类管理的原则,积极推行“一厂一策”管理。

企业应系统梳理VOCs排放主要环节和工序,制定具体操作规程,包括停产期间的管理要求,落实到具体责任人。健全内部考核制度及台帐管理制度

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广东省生态环境厅大气处  段献忠先生介绍广东省包装印刷业VOCs治理现状与今后管控重点


段献忠先生首先介绍了广东省印刷业VOCs治理现状及管理政策。广东省目前的空气质量,臭氧严重超标:

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特别值得软包装企业注意的是广东省行业整治思路:

推广水性、低挥发性涂料;

推行清洁生产;

开展末端治理;

VOCs排污申报与总量减排;

环境保护税。

段献忠先生还介绍了珠三角臭氧削峰行动目标(2019)

大气污染物:聚焦大气臭氧污染,以O3日最大8小时浓度均值第90百分位评价指标;

控制区域:示范区(东莞、深圳、广州、佛山),协同控制区:5个城市;

时间范围:实施期:9-11月期间的1个月时间,会商期:臭氧污染形势严重的2周时间;

目标:O3日最大8小时浓度均值第90百分位均值与2016~2018年三年同期平均水平相比下降5%,PM2.5有所改善。

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广东省环境科学研究院高级工程师张晖女士 主讲印刷业挥发性有机物排放国家标准编制情况报告

张工详细介绍了《印刷业大气污染物排放标准》的制定背景、总体思路和主要内容。

印刷行业中小企业数量巨大但单位产值低,全国印刷企业总数10.3万家,其中规模以上企业仅3247家,创造当年全行业总产值约59%。市场集中度偏低,印刷业上市公司营业收入多在20亿元左右,相对于万亿市场总量来说体量较小。

胶印油墨是目前我国产量和消费量最大的墨种,其后依次为凹印油墨、柔印油墨、丝网油墨、醇溶油墨和水性油墨。根据“十二五”的统计数据,全国油墨产量的各品种的比例为平版油墨占41%、凹版油墨占40%、柔版油墨占12%、UV油墨占3%,其他占4%


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图1  印刷行业特点及排放治理的突出问题

因此,在制订污染物排放控制技术路线时要考虑技术可行性经济适用性

《印刷业大气污染物排放标准》主要规定了有组织排放控制要求、无组织排放控制要求、企业边界及周围污染监控要求、污染物监测要求、实施与监督等内容。

表一  有组织排放控制要求(浓度)

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其中,末端治理设施为燃烧装置的,还需满足以下规定:进入VOCs燃烧(焚烧、氧化)装置的废气需要补充空气进行燃烧、氧化反应的,排气筒中实测大气污染物排放浓度,应换算为基准含氧量为3%的大气污染物基准排放浓度。进入VOCs燃烧(焚烧、氧化)装置中废气含氧量可满足自身燃烧、氧化反应需要,不需另外补充空气的(燃烧器需要补充空气助燃的除外),以实测浓度作为达标判定依据,但装置出口烟气含氧量不得高于装置进口废气含氧量。

表二   总量控制指标限值

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总量控制指标限值:印刷企业或生产设施印刷生产活动的VOCs排放量与同期印刷油墨消耗量的比值,单位为kg VOCs/ t油墨。

无组织排放控制要求则主要规定了VOCs物料储存控制、转移和输送控制要求、工艺过程中VOCs无组织排放控制要求、VOCs无组织排放废气收集处理系统要求及企业厂区内VOCs无组织排放控制要求等。

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VOCs委员会(联盟)副主任委员   左光申先生主讲软包装行业VOCs源头替代技术现状及未来趋势


在长达十多年不懈研发推广无溶剂复合工艺的道路上,左总对新工艺的推广、中国软包装企业的发展特色都有独到深入的了解。左总对多项源头技术进行了比较,分析了目前软包装行业面临的主要问题和困难(新印刷工艺并未达到应用推广的条件;整厂治理方案的不确定性干扰源头技术发展(或者二者交叉带来困扰;复合工艺推广遇到新的挑战),并指出了软包装行业可持续发展的主要思路。

1、多项源头技术的比较和定位

水墨凹印、数码印刷、UV/UV-LED凹印、薄膜胶印、EB胶印等源头替代技术,都可以从源头上削减排放量,但目前都在把阶段性成果呈现出来,前景良好但目前还处在研发阶段或批量试制阶段,整体上没有进入推广阶段。

总的来说,这些源头技术的优势是相比较而存在:

柔印在某些特殊领域有优势,必将更大范围内取代凹印;

UV-LED印刷可望在某些领域部分取代溶剂型凹印;

数码印刷在个性化、短单领域占据明显优势,但只适用于少部分有资金实力的企业,除非国产化将成本大幅度降低;

胶印(包括普通胶印和干胶印),既不便宜,也不方便,难以普及发展;

EB胶印,技术并不成熟,成本投入太高,短期难以进入实用。

中国市场的多样性特点决定了软包装工艺必将是一种工艺主导、多种工艺并存的局面:凹印为主,柔印、UV/UV-LED印刷和数码印刷补充。

在当前众多源头技术中,左总认为最现实的选择是水墨凹印。它具有技术和经济的综合优势,并且质量有保证、转换成本低、技术基础好、供应体系易重建。同时,左总认为:在水墨讨论中,不要对醇和水的比例进行刻意的人为划分。只要能减排、只要用户需要并且明确知晓,溶剂/水(S/W比)的比例并不是最关键的因素。随着技术的进步,溶剂/水(S/W比)可以从100/0提升到0/100。

2、当前面临的主要问题和困难

新印刷工艺并未达到应用推广的条件;

整厂治理方案的不确定性干扰源头技术发展(或者二者交叉带来困扰);

复合工艺推广遇到新的挑战;

水墨凹印的主要问题和困难:品质仍不尽如人意;生产速度仍偏低;工艺适应性仍有待验证;供应体系没有形成。 

过去,部分油墨或设备厂由于没有完整地了解复合软包装的结构和应用领域,没有进行完整的测试,做了部分夸大的宣传,因此,也在一定程度上影响了人们的预期和信心。

3、软包装行业可持续发展的主要思路

目前,末端治理是全行业生存的前提条件和当前首要任务。

未来3~5年,我们必须在源头印刷技术方面(特别是水墨凹印领域)取得实质性的突破,促进转型升级。

未来5~10年,我们需要建成软包装行业可持续发展新的技术格局和制造体系。

2019~2020年,我们应该以水墨凹印研发推广为重点,着重做好四件大事:应用示范扎实推进;关键技术继续突破;供应体系有效构建;新标准框架初步建成

在此基础上,分门别类、分阶段解决主要问题,突破重点工艺的技术和应用瓶颈。

其中,水墨凹印主要实现如下突破:

不同溶水比例(S/W比)的品质和应用适应性。

经济生产速度或干燥效率(要重点研究3T与干燥速度的规律:temperature, time, turbulence)。

印刷与后加工(复合、制袋)的适应性。

与过程控制和末端治理的联动。

供应体系。

同时,立足行业持续健康发展,打造新型供应合作关系。

新工艺、新技术、新材料和新产品的推出,供应商需要前期研发的大量投入,承担着各方面风险,用户对此应该有足够的理解、支持、配合和宽容,少免费使用,不故意克扣刁难。

对供应商而言,充分准确地了解使用要求、客观真实地承诺、专业地解决问题是新技术成功的必要条件。

任何一项新技术的诞生和应用,都离不开至少两个层面的联合攻关和协作:一个是供应商与用户之间,另一个是供应商与供应商之间,比如油墨、设备、制版、检测等相关供应商的组合与协作。 以此为依托,提供完整适用的解决方案。从工艺、材料(油墨、胶黏剂、版材等)、设备和培训等各方面组合配套,让用户可以获得完整可行的解决方案,而不是一个个孤单或零散的样品或样机。

在互动过程中建立新的供应体系。使用才能发现问题,反复使用和改进才能完善。因此新技术的研发应用过程实际是一个新体系的构建过程!

左总建议VOCs治理委员会(联盟)在引导组建各工艺方向供应商的基础上,有意识地协调推进国产化工程同时,左总强调通过加快新规范和新标准的制定,引导新技术的研发和推广进程。

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广东环葆嘉节能科技有限公司董事长  简甦先生介绍软包装行业VOCs治理应用技术解析与最新解决方案


为了找到符合中国国情的软包装行业VOCs末端治理解决方案,中国印工协VOCs治理委员会组织了行业技术攻关,其中环葆嘉原创的ESO+RTO整体解决方案脱颖而出,经过数年的验证及推广运用已经成为软包装行业VOCs末端治理的代表技术。

几年实践下来,大家逐步认识到减风增浓技术的不足之处:车间排风量从20万下降到2万后,车间换气量不足,空气流量流速减小十倍,导致气味问题凸显。尤其是采用非专业的减风增浓设备后,烘箱浓度上升到2克后开始出现减风不增浓,通过烘箱泄漏到车间的溶剂量迅速加大,导致车间环境严重恶化,影响操作人员的身体健康。

为此,市场上出现了几种不同方向的解决方式:

1、合规方式:封闭车间生产,减少烘箱泄漏,控制车间气体流向,提升RTO规格,加大排风量,从而控制车间气味。这种方式100%减排,符合环保部门要求,但气流组织技术难度较大,实施总体成本相对较高。 

2、变通方式:采用性能较好的减风增浓设备提高采集率,辅以气流组织手段控制车间气体流向,烘箱废气送RTO燃烧达标处理,突现减排70%以上目标。另外增加一个低浓度废气通道并同时排热排湿,让车间通风量增大到合理水平并带走气味。

3、旁门方式:采用低效减风设备,让大量溶剂泄漏到车间后加大无组织风量从旁门排走。低效减风设备多减风少增浓,送到RTO处理的溶剂普遍低于40%, RTO的规格大幅下降,从而获得减风设备与RTO双重低价的竞争优势,治理设备企业在以低价争取用户的同时悄悄通过合同规避了自己的责任,给不明就里的软包装企业埋下了一颗闷雷。

4、组合方式:综合减风增浓与转轮优势的组合方式,既能保证排放达标,也能降低运行费用。但系统性价比不高,投入依然较大,只有经济实力雄厚的企业才能承担得起,无法满足众多中小企业的需求。

针对这种情况,环葆嘉的解决思路是:减风增浓解决高浓度有优势,转轮解决低浓度有优势,两者结合可以形成一种将高低两种浓度废气分别治理高低分治技术路线,兼顾达标与气味控制的需求,同时还能减少设备投入,降低运行费用。

在高低分治技术基础上,环葆嘉推出了最新的软包装行业VOCs末端治理解决方案:ESO+3.0解决方案:iESO+VTO+转轮组合技术

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系统由减风增浓设备ESO、气流组织、高浓度处理(VTO、RTO、CTO等燃烧装置)、低浓度处理(转轮吸附)、供热装置中央控制系统EPC组成。ESO富集的高浓度废气直接送VTO燃烧处理,新鲜空气经气流组织系统管控,用于去除气味的低浓度废气排出后经转轮处理后达标排放,脱附的高浓度废气也送VTO处理,VTO可同时产生热水和热风为生产线和脱附供热。

高低分治的关键技术是减风增浓:高的更高,低的更低是实现高性价比的唯一策略,提高减风增浓性能是唯一路径。减风增浓设备起到了选矿作用,将有价值的高浓度废气与无价值的低浓度废气分离。

要用最少的废气带走尽可能多的溶剂,在工况、烘箱结构、排风量都一样的情况下,浓度的高低决定于泄漏的多少,ESO的技术原理就具有先天低泄漏优势,浓度逐步升高的特点与其他减风装置相比,相同富集浓度下烘箱泄漏小一半,再加上有学习能力的人工智能控制,废气浓度得以进一步提升,完全满足运用高性价比末端设备VTO的需求。

采用ESO减少烘箱泄漏的溶剂后,少量新风配合气流组织就能消除车间气味,消除气味的废气低温低浓度,便于采用吸附装置达标处理。减风增浓性能越好,气流组织需要带走的溶剂总量越小,浓度越低风量越小,设备投入越少、处理成本越低。

加大减风增浓的投入,可以降低燃烧装置、吸附装置和气流组织的投入,减少运行费用增加节能收益,一份投入换取三份产出,投入产出比超过300%,所以减风增浓是治理解决方案高性价比的关键。

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通过不同产品组合对比可以看出,采用高性能的减风增浓装置,可以换取高低浓度处理装置和运行费用的降低,得到高性价比;反之,则会降低性价比。所以必须优先保证减风增浓的投入

ESO+VTO+转轮方案实例:

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100kg溶剂量的工厂为例,假定车间面积1350㎡,高度5m,车间容积6750m³,每小时换气大于5次,所以总风量设定为36,000m³/h

在最大溶剂量的情况下,不到总风量20%的高浓度废气带走超过80%的溶剂,剩下不到20%的溶剂由占总风量80%以上的低浓度废气带走。



气流组织技术:

新风要求:

新风处理:除尘、调整温湿度;

新风作用:保证含氧量,排热、排湿、排出有害气体(排味);

换气次数:每小时5次以上(综合各种具体要求后的最低标准)。

控制技术:

控制新风流动路径,确保车间内部人员活动区域低浓度;

阻断回旋气流,控制车间浓度分布梯度,提升气味携带效率;

控制总风量,用最低代价满足室内空气质量要求。



软包装行业的废气治理是一项浩大的工程,时间急迫、容不得技术慢慢成熟,系统复杂,需要各种专业领域的企业紧密合作才能满足需求。环葆嘉希望可以把ESO与更多末端治理设备、沸石转轮、供热设备等相关技术紧密配合,用高低分治技术路线串出更多个性化解决方案,为软包装企业打造更多定制化的解决方案。


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北人伯乐氛(西安)环境技术有限公司

总经理  李冬先生分享软包装行业VOCs全过程管控与综合治理技术


凹版印刷机进行VOCs治理,很重要的一个问题就是风量大、浓度低,为解决此问题,欧洲设备最先应用LEL检测技术控制热风循环系统的回风比例,使排放风量与每单元的浓度相结合,控制主排风风量,起到减少排风风量、节约加热能耗、提高排放浓度的作用。发展至今,也成为国内软包装行业VOCs治理工艺中最主要使用的技术手段。

李总和大家分享了北人减风浓缩工艺(LEL系统)的研发设计要点和应用。印刷机减风系统、LEL自动控制系统最主要应控制两大要素:

1、设备生产所需的烘干能力

1)烘干风速:越高速的设备需要越高的烘干风速以满足烘干能力。因此减风系统、LEL系统必须满足烘干对风速的基本要求,或者理解为需保证设备实施减风系统前后,印刷设备的风速不降低

2)烘干温度:在安装减风系统后,可能出现由于回风比例的调整,由于新风量需求的变化,造成设备加热温度出现波动,影响印刷烘干。在高速凹版机上,由于升降速过程快、差异大,不建议因为减风系统减少加热功率的配置,特别是在满版印刷的后端色组。

2、设备烘箱正常的工作状态

最核心的是形成烘箱微负压。凹版印刷机运行中,必须形成烘箱的微负压,以确保烘干箱含溶剂的干燥风不外溢,保证车间环境;同时保证排风通畅,营造烘箱正常的内部流动,保证烘干效果和残留溶剂正常。

营造烘箱负压,减风中应注意:合理的抽风风压及控制;烘箱密封;高速凹版印刷机的风量要有合理的预估,并配置相应规模的后端VOCs处理设备。

在客户实施减风项目之后,部分客户均发现有车间气味上升的情况。李总建议从以下几个方面入手改善:

加强现场管理,优化溶剂挥发的控制:如油墨槽相对密闭、油墨输送储存管理。

温度控制:车间的温度控制是影响挥发的最主要因素,温度的升高将带来溶剂挥发成倍的增加。

合理的地排风:抽风风压、抽风点、车间内空气流向。

合理有效地与LEL减风系统进行互动、联动、协同智能控制。

总的来说,减风系统、LEL系统首要目的是满足设备正常的生产能力,满足干燥特性。减风系统、LEL系统实施后,并不是风量越小越好,需要考虑设备情况、运行情况有合理的结果。安全是我们在高速凹版机上实施减风时必须要考虑的因素。

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东丽株式会社主任研究员 金光男先生介绍无VOCs软包装无水印刷系统


胶印薄膜能否成为源头削减VOCs替代溶剂性凹印的技术之一,一直存在争议,现在,日本东丽研发的无水印版和水溶性油墨为其带来了有力的佐证:可行!

无水胶印技术,是指在平版上用斥墨的硅胶层作为印版空白部分,不需要润版,用特制油墨印刷的一种平印方式。

日本东丽株式会社自1979年开始生产并销售无水胶印版,经过多年的不断改进,技术不断取得突破,包括具有良好抗墨性硅胶的开发及改良。目前,东丽无水平版已被全世界52个国家1500家公司采用。

同时,东丽还开发了一种用于无水平版印刷的水溶性UV油墨原料,这种使用TWV-Ptype油墨原料生产的水溶性UV油墨,印刷后的印刷版和印刷设备可直接使用水系洗车水清洗,而不需要用现在的含VOCs洗车水,因此可进一步提升无水印刷在环保方面的优势。

采用东丽无水平版和水溶性UV油墨,不仅可省去溶剂干燥废气处理的工序,成功达到软包装胶印和清洗过程中无VOCs排放的效果,而且非常适合开发软包装个性化订单,实现小批量订单快速印刷、快速交货的目的。

日本东丽与日本宫腰公司共同开发的软包装无水胶印系统与凹印相比,具备以下优点:

降低版费:凹印版费每色30000日元,胶印版费每色1000~5000日元

缩短制版时间:凹印雕刻版交货期一般要1~2个星期;胶印CTP铝制版,交货期仅几个小时~半天,如果印刷企业自己制版,则只需30分钟左右;

小批量印刷:凹印最小批量4000,并需要管理超量产品;胶印100m可起印,可只生产需要的批量;

减少颜色数量:凹印各颜色需不同版辊,机器上不可以调整颜色;胶印基本使用4色(CMYK)网上再现,如5色CMYK+白色,并可以在机器上调整颜色。

套色:凹印机上不可以套色;胶印可套色;

环保:凹印使用溶剂型油墨,会产生VOCs,需要安装防爆装置;胶印不使用溶剂,不排放VOCs,不需要防爆装置;

操作:凹印需要至少2名员工操作,换单时6色需要60分;胶印只需1名员工操作,换单时6色仅需30分钟

总的来说,胶印对品牌用户来说,可帮助其新产品快速推广。胶印可以真正实现无需仓库、减少成本、缩短交货期等优点。

目前,应用无水平版加水溶性油墨技术,东丽正在开发无水EB胶印系统,目标是开发出无VOCs且符合食品包装法规的软包装胶印系统。

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欢迎晚宴,新老朋友欢聚一堂

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晚宴举办了丰富的抽奖和抢红包活动,中奖嘉宾很开心!


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