梅州市固体废物与辐射环境管理中心 广东梅州 514000
摘要：在塑料软包装印刷行业中，油墨、稀释剂、保护剂的应用是产生VOCs的主要材料，印刷实际生产的过程中，烘干废气中的VOCs排放量比较高，对生产环境产生直接的影响。为此，分析VOCs的来源以及产生的特点等内容，结合VOCs的收集治理标准以及梅州格拉辛印刷厂的实际情况，提出利用ESO+方案对VOCs进行控制，以“环保+技术”为理念，旨在实现VOCs收集治理效果提升。
关键词: 塑料软包装印刷行业；VOCs；ESO+方案
塑料软包装印刷行业对生态环境会产生直接的影响，省环保厅在塑料软包装印刷行业的VOCs进行收集及控制，要求净化处理率不能低于90%。印刷过程中，使用的承载物不同，工艺操作流程、生产环节等方面存在差异，其中，塑料薄膜为主的软包装印刷占比较高，软包装材料的使用，会产生大量的污染物，国内复合膜的生产能力超过150Wt，所以，对VOCs的收集和治理等方面展开研究，对进一步实现塑料软包装印刷的污染治理有积极作用[1]。
1.VOCs的来源分析
塑料薄膜软包装印刷VOCs对生态环境会产生直接的影响，VOCs的成分以以油墨、稀释剂以及胶黏剂、保护剂等材料为主，其中，VOCs产生占比最高的是油墨、稀释剂。软包装的印刷，需要向油墨中添加定量的稀释剂，稀释剂与油墨之间的占比需要控制在30%～70%左右。在对VOCs的成分以及其中不同的成分对比等方面进行分析的过程中，具体的含量对比如下：
表1 溶剂型和水性原辅料中VOCs的含量对比
塑料软包装印刷是利用凹版印刷进行处理，其中包含表印、里印，在印刷的过程中，根据软包装产品本身的差异性，生产工艺、实际操作流程等方面也会存在差异，例如，不含上光油或者在上光油后，进行烘干，再或者上胶后烘干，从而实现排污量减少的目标。凹版印刷时利用印版表面，通过油墨与薄膜之间的接触，实现印刷处理。VOCs的来源则是以原辅材料调配阶段、供料、印刷、上光油以及复合等工艺流程，烘干以及设备清洗等过程中，溶剂的挥发也会出现VOCs[2]。此外，在实际供料的过程中，为保证原料的黏度要求，物料需要通过底部的孔传输到供料桶中，在添加定量的稀释剂后，由泵体打入到供料槽中，此时的状态下，会不断的循环下去，导致VOCs不断增多。VOCs在排放的过程中，会出现挥发的情况，印刷生产具有循环的特性，进而出现VOCs不断循环排放的情况，VOCs收集及治理效果不理想，则塑料软包装印刷行业的实际生产环境无法达到规定标准。
2.VOCs收集治理情况
2.1 VOCs的收集情况
塑料软包装印刷行业的VOCs收集以及后续的治理，需要利用生产设备本身的废气收集装置，在实际操作的过程中，将生产设备与排风管道连接，实现对VOCs的收集及管理[3]。但是，在供料、上光油以及复合等工艺过程中，多数生产设备则以吸风口为预留点，导致有机物挥发到车间。供料槽的面积相对较大，而且在敞开的状态下，在添加稀释剂的基础上，导致VOCs出现挥发的情况。此外，部分企业在对塑料软包装印刷进行处理的过程中，并没有设置单独的原料调配间，利用机械搅拌的方式，调配油墨、胶水，但是，缺少密封以及其他废气的收集处理，会影响VOCs的收集及治理。
2.2 VOCs收集过程中存在的问题
梅州格拉辛印刷厂的塑料软包装印刷过程中，彩色印刷形成320万色令的生产能力，装订生产能力达到50万令以上。在生产能力不断提升的基础上，VOCs收集设备、技术应用的效果并不理想，在环保需求、节能需求下，设备投入幅度大幅度减小，虽然实现了运营维护成本的控制，但是，VOCs的收集治理效果不佳。此外，VOCs对印刷环境会产生直接的影响，印刷以流程化操作为主，在各个阶段中，由于溶剂的应用，会产生大量的VOCs，部分印刷车间中，生产设备外围并没有设置封闭间，进而影响VOCs的治理。塑料软包装印刷过程中，废气量比较大，大部分企业VOCs的浓度在5000ppm以下，VOCs为中低浓度，其中，烘干废气的温度基本控制在50℃～80℃，VOCs的年排放量比较大，反而影响VOCs的治理。VOCs在印刷生产各阶段都会产生，这与原辅料的使用有直接的关系，所以，VOCs的收集治理直接塑料软包装的环保印刷[4]。
3.塑料软包装因数行业VOCs收集治理的有效措施
3.1 ESO+方案的应用
塑料软包装印刷行业的VOCs治理，需要从成本、环保以及末端治理等角度进行综合治理，所以，在解决VOCs治理的过程中，由于印刷机的差异性，所以，本次研究则是选择对凹印机、干式复合机、涂布机等智能化多功能跨界设备的VOCs治理进行研究，所以，选择ESO的方法进行收集及治理，ESO解决方案的应用，具有送风、节能、浓缩、降耗以及减排减风等功能，可以与软包装生产以及余热系统之间实现无缝连接，替代印刷设备送排风以及加热模块，从源头上解决印刷过程中VOCs收集治理问题。在制定ESO治理方案的过程中，具体的方案设计如下：
表2 ESO+方案
系统组成ESO方案
ESO+CO
总废气量（m3/h）50000
排放速率（Kg/h）2.5
前阶段投入（万元）316.7
后期投入（万元）300
设备投入（万元）616.7
资金成本（万元/年）74
排放费（万元/年）1.9
前端节能收益（万元/年）336.5
末端运行费用（万元/年）17.4
5年总收益（万元）599.5
在对塑料软包装印刷行业VOCs的收集治理进行研究的过程中，采用“ESO+”对VOCs进行治理，提高印刷企业的绿色发展竞争力。在利用“ESO+”解决方案的应用，通过在软包装生产设备上配置ESO，实现印刷生产的节能、降耗以及省钱，基于此，利用ESO具备浓缩的功能，在后期治理的过程中，无需配置浓缩设备，节省后期的投入成本。在经过连续监测的状态，8色凹印机的整机能耗可以减少140A左右，排风VOCs浓度则可以增加1100～2600ppm。利用ESO，印刷品溶剂残留量可以降低0.7mg/㎡，排放量则可以减少9000～10500m3/h，排风风机功率可以减少11.5KW。
3.2强化VOCs的收集治理措施
原有收集系统的基础上，对印刷过程中产生的废气进行强化收集。一方面，对原料调配采用加密封盖的方式进行控制，或者，在企业经济效益允许的情况，设置单独的调配间，对调配间进行换风，达到收集废气的目标。此外，VOCs的收集及治理，可以针对供料槽以及周边废气进行收集及控制。供料槽下部的导流孔需要与供料桶之间进行连接，供料桶加盖密封后，可以在供料槽上方设置穿孔管进行吸风，或者也可以在设备周边增加吸罩。根据塑料软包装印刷企业的生产条件以及收集方式，利用通风、吸风罩等方式进行处理，此外，有机溶剂需要加盖密封，进而实现对VOCs的有效收集及治理。例如，在利用ESO+对印刷产生的VOCs进行处理，生产设备末端与CO相结合，并配置热水循环系统，将剩余的热量回收利用，实现免费供热，并通过热水供能，实现对余热的回收处理。、以两个满版、650mm幅宽、120m/min印刷速度的状态为例，在末端连接CO后，CO排放浓度最高值为33mg/m3，平均值则为29.4mg/m3。通过“环保+节能”技术的应用，软包装企业可以实现转型设计，将高污染、高能耗的“污点”变成低污染、低能耗，进而实现对VOCs的有效收集及治理。
4.结语
综上所述，塑料软包装印刷行业在实际生产的过程中，会产生大量的VOCs，对生产环境以及环保生产等方面都会产生直接的影响。基于此，通过对VOCs产生的特点以及收集治理策略等方面进行研究，ESO+方案的应用，对印刷生产的能耗控制、生态环境保护以及VOCs治理等方面有明显作用。塑料软包装行业在实际生产的过程中，烘干废气中VOCs的排放量最大，所以，制定合理的收集治理方案，可以有效改善车间VOCs的含量，实现印刷污染控制。
参考文献:
[1]王家德, 吕建璋, 李文娟, et al. 浙江省包装印刷行业挥发性有机物排放特征及排放系数[J]. 环境科学, 2018, 39(8).
[2]于广河, 朱乔, 夏士勇, et al. 深圳市典型工业行业VOCs排放谱特征研究[J]. 环境科学与技术, 2018, 41(S1):238-242.
[3]马聪. 包装印刷行业VOCs废气排放控制与治理[J]. 环境与发展, 2017(5).
[4]张炽辉[1,2] . 印刷行业VOCs研究与治理[J]. 科技创新与应用, 2018.
论文作者:武晓峰
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/2
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