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中国印刷业vocs废气处理设备状况及治理工艺
时间:2021-01-16 点击次数:27

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摘要:印刷业是典范的挥发性有机物(VOCs)排放源。总结了美国、欧盟、日本的印刷行业VOCs沾染把持法规、政策等,以及沾染把持技巧,研究了我国印刷业VOCs沾染状况。在以上基本上,最后提出了我国发展印刷业VOCs沾染把持的一些倡导。
近年来,我国印刷业坚持稳步增加的态势,已成为继美国、日本、欧盟之后的寰球第四大印刷市场,为我国经济的疾速发展做出了宏大奉献。与此同时,印刷油墨、胶黏剂、荡涤剂等有机溶剂含量较高的原料大量消耗,在生产进程中排放了众多VOCs沾染物。其中乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮等多类物质存在毒性,对人体呼吸体系、肝脏跟神经体系造成极大的迫害。同时,这类物质也存在较强的光化学活性,可引发光化学烟雾、有机气溶胶跟近地层臭氧浓度过高等,导致区域环境空气品质恶化。

印刷业的VOCs沾染问题正逐步引起政府跟行业部分的关注。“十二五”期间我国将在重点区域启动该类沾染的防治工作。目前进行该行业的沾染防治还存在着较多问题,重要包含对VOCs的排放数量、品种、重要沾染源等情况控制不足,标准、治理制度、策略等管控手段缺失,相干清洁生产跟末端治理技巧发展落伍。比较我国,美国、欧盟跟日本等印刷业已通过制订跟履行了一系列针对印刷业VOCs沾染防控的法规政策,增进了进步工艺跟末端治理技巧的发展利用,实现了VOCs沾染的削减。据报道,日本印刷油墨开释的VOCs总量由2000年约13万t降落至2008年7.3万t[6]。美国印刷业VOCs排放量从1980年33万t降落至2009年13万t,均匀年削减率为3.2%。欧盟27个成员国在1999~2009年期间的VOCs排放量坚持在20~25.5万t的水平,基本实现了沾染增加趋势的遏制。

欧美、日本获得的减排教训可为我国今后印刷业的VOCs沾染防治工作供给可贵的教训鉴戒。笔者总结美国、欧盟、日本等发达国度的印刷业VOCs沾染把持办法及把持技巧,剖析国印刷业的VOCs沾染状况,并结合我国的实际情况提出沾染把持的对策倡导,以期为该行业的综合防治供给一定的参考。

1国外印刷业VOCs沾染把持办法跟技巧

1.1沾染把持办法

1.1.1美国

美国事最早发展VOCs沾染把持的发达国度。为使包含印刷业在内的产业VOCs沾染源得到有效把持,增进全联邦实现国度臭氧浓度标准,美国大气沾染综合把持法律《清洁空气法》中划定了环保署(EPA)、州、处所环保部分必须制订跟颁布公道可行把持技巧(RACT)法规、沾染源排放标准,新源审查(NewSourceReview)跟排污容许证制度(Permits)等多种把持治理法规。

RACT法规属于针对臭氧未达标区现有沾染源的技巧型法规,其中RACT指公道可行的把持技巧,是EPA以技巧经济性为重要考虑因素抉择的一类技巧的总称。RACT技巧由EPA指定,并以把持技巧指南的情势宣布给州及地区环保局,由州及地区环保局参考指南判断本地区的RACT法规。1978年,EPA首先宣布了《软包装印刷业把持技巧指南》,1993年又宣布另一份《胶印跟凸印把持技巧指南》,这2份指南成为大局部州及地区RACT法规的直接依据。截至2006年,EPA为进步削减请求而再次勘误上述指南时,全联邦已有17,34个州及地区机构,分辨颁布了胶印/凸版印刷业RACT法规跟软包装印刷业RACT法规。法规中重要针对印刷耗材的VOCs含量及印刷设施排放废气的沾染效力值进行了划定,局部地区的法规见表1。


跟现有沾染源比较,美国对新源的把持更严格。1982-1984年,EPA出台了2部新沾染源履行标准———《柔性乙烯基跟聚氨酯产品凹版涂布印刷排放标准》跟《出版物凹版印刷排放标准》。分辨请求相干设备的VOCs排放量低于1kg/kg固体利用量、16%溶剂利用量,并具体划定了设备的VOCs排放量检测方法、程序、周期、数据记录跟上报等请求。1996年,EPA制订了《印刷跟出版业有害空气沾染物排放标准》,该标准针对甲苯、二甲苯、乙苯、甲乙酮、甲醇、乙二醇跟乙二醇醚类等VOCs为主的有害空气沾染物(HAP),划定了基于更佳可行把持技巧(BACT)的排放限值,相干单位必须采取BACT技巧,使软包装印刷、出版物凹版印刷进程HAP排放量各自低于其原料利用量的5%跟8%。

新源审查类似于我国的环境影响评估制度,指新建或改建一项固定排放源时,必须首进步行新源排放剖析,并报环境主管机构备案,获得行政容许之后才可施工。但新源审查附带了技巧划定,请求臭氧未达标区沾染源须装置更低排放速率(LAER)把持技巧、臭氧达标区装置BACT技巧。

排污容许证制度是1990年清洁空气法修改案新增的治理制度,针对重要沾染源(年排放量大于25t以上),划定新、改、扩建的企业固定排放源名目必须满意新源审查、新沾染源履行标准、有害空气沾染物排放标准等法规的把持请求,才干获得建设容许。

除上述法规的限度以外,美国还制订了旨在激励跟领导企业的沾染治理的激励政策跟扶助名目。
1.1.2欧盟

影响欧盟印刷业VOCs排放的2部重要把持法规是欧盟理事会1996年颁布的综合沾染防控指令(1996/61/EC)跟1999年的溶剂指令(1999/13/EC),其中综合防控指令的请求比溶剂指令更为严格。

综合沾染防控指令请求各成员国对印刷业履行基于更佳可用技巧(BAT)的排放容许制度,BAT信息由各成员国提交,由欧盟理事会同一以参考文件的方法向各成员国宣布[18]。BAT文件包含软包装凹印跟柔印、出版物轮转凹印、热固轮转胶印3类印刷业沾染源的把持技巧及其削减效力请求。溶剂指令划定了轮转凹印、热固轮转胶印、旋转丝网、复合等工艺的废气VOCs排放浓度限值及总溶剂逃逸限值,同时还提出了一种新的达标方法,即履行与排放标准等效的削减盘算[19]。指令颁布后,各成员国陆续地将其转换本钱国的法律法规,并出台配套的履行领导文件。

与美国类似,局部欧盟成员国也树破了相干帮助机构,如德国的清洁生产中心,供给产业范畴的清洁生产技巧跟环境治理信息。另外,以德国为首的欧盟国度还通过环境治理体系认证、环保设备认证、行业倡导等方法,加强了原资料跟生产进程的沾染管控工作。

1.1.3日本

日本早期的VOCs沾染把持始于《环境基本法》、《恶臭避免法》中对光化学氧化剂、恶臭物质的限度。1994年,《恶臭避免法》为印刷车间排放的甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、异丁醇等8种物质设置了厂界浓度限值。2006年4月,针对产业VOCs排放设施的把持法规正式履行。其中请求轮转胶印用烘干设备、凹印烘干设备的排放浓度必须小于0.04%C跟0.07%C(以碳原子个数计)[20]。法规同时还激励其余未受限的设施履行自主减排,盘算到2010年通过法规规制跟自主举动实现的VOCs减排量应达到在2000年基本上分辨削减10%跟20%的目标。为增进该目标的实现,经济产业省、环境省等政府部分与印刷产业结合会(减排领导机构)交换全行业削减目标跟举动盘算,宣布了企业减排行动指南跟发展“VOCs处理技巧实证”名目。

此外,印刷业自身制订了一系列环保油墨标准,实现了油墨中的芳香烃、石油类溶剂及VOCs含量限度,推动了大豆油墨、低矿物油溶剂油墨的发展利用。从2001年起,印刷业陆续出台了《胶版印刷服务》、《凹版印刷服务》、《贴纸印刷服务》以及《丝网印刷服务》等标准,包含了资料洽购、工艺、治理等各方面的环保划定,作为“绿色印刷工厂”认证的评估依据。

1.2把持技巧

美国、日本、欧盟重要对利用溶剂型油墨、胶黏剂的工艺废气进行处理,如热固轮转胶印、软包装凹印、软包装柔印、出版物凹印跟软包装复合工艺,沾染把持技巧包含源头把持跟末端治理2类。

在源头把持技巧方面,重要办法是调剂原料配方或采取环保产品调换。美国EPA在RACT技巧指南中专门提出了配方倡导,如胶印工艺用润版液中醇类含量应低于1.6%;醇类含量高于3%时,须于15.5℃下冷存;或采取5%含量的乙二醇醚类调换物或无醇润版液;荡涤剂请求20℃时蒸汽压低于10mm汞柱或VOCs含量低于70%[21]。另一源头把持办法是进行工艺技巧改进。将相干设备更新为水性柔性版印刷、无水胶印、数字印刷等清洁生产技巧设备,或采取密封的贮存溶剂设备、溶剂管道输送体系、主动油墨传递体系、润版液轮回沾染体系跟主动荡涤体系,以进步设备部件的主动化跟密封水平,从而减少VOCs的逸散。

在末端治理技巧方面,主流技巧包含焚烧法(催化、热力、蓄热)、活性碳吸附、生物法及吸附-蒸馏、吸附稀释-蓄热焚烧、吸附稀释-催化焚烧等组合工艺技巧,处理效力普遍可达90%以上[21-23]。各种VOCs治理技巧的抉择与废气组成、浓度、风量等参数有关。对高浓度但难以进行回收利用的有机废气,可采取热力焚烧跟催化焚烧法;对高浓度、溶剂品种单一的有机废气,如出版物凹版印刷、软包装复合工艺排放的甲苯、乙酸乙酯溶剂废气,可采取活性炭吸附-蒸馏精制的方法进行再生利用;对低浓度、大风量的印刷废气,适合采取吸附法、生物法、吸附稀释-蓄热焚烧或吸附稀释-催化焚烧法。

2我国印刷业VOCs沾染状况与把持对策

2.1沾染状况

改革开放以来,我国印刷方法以胶印跟凹印技巧为主,进步环保的柔印、数字印刷等技巧的利用比例很小,因此,不可避免地存在传统印刷方法中有机溶剂大量挥发的问题。加上长期以来缺乏法规、政策、技巧等手段对沾染源进行监督跟把持,导致当前绝大多数印刷企业排放的VOCs沾染尚未被治理。对广东省印刷企业的调研发明,仅有一小局部企业在源头上利用低VOCs油墨来防备沾染,或者装置催化焚烧、吸附回收等末端技巧设备对生产排放的含VOCs废气进行处理,而约70%~80%的多数企业未采取任何废气防备跟治理设施。对这些企业的废气监测结果表明,印刷车间内跟车间排气口的总VOCs浓度达每破方米数十至数百毫克,见表2,其中软包装印刷、金属包装印刷因为溶剂型原料利用量较大,其沾染水平较其余印刷方法重大,均超过了《广东省印刷行业VOCs排放标准》(DB44/815-2010)的划定。


在VOCs排放量方面,国内外研究学者重要采取欧盟或美国的排放系数,各类别印刷工艺的排放系数的范畴在300~800kg/t之间,估算结果显示我国印刷行业每年排放的VOCs约数十万吨。魏巍等学者则通过调研我国各类印刷技巧油墨的重要品种的VOCs含量跟相应的产品结构比例信息,取VOCs含量跟产品结构比例的加权均匀值作为各类油墨的VOCs排放系数,其次结合各类油墨的表观花费量进行估算,获得2005年我国印刷业油墨利用进程的VOCs排放量约38.8万t[24],比较直接采取国外的排放系数,该研究结果的一直定性较低。

在鉴戒魏巍等学者的研究方法的基本上,收集了油墨、稀释剂、胶黏剂等各类耗材的重要品种的VOCs含量[25-26]、产品结构比例信息以及各类耗材的表观花费量[27-31],估算得到2009年我国印刷业未考虑把持水平下的VOCs排放量约为89.5万t,见表3。
其中,VOCs排放奉献更大的部分是软包装复合胶黏剂,占32.49%,其余顺次是油墨荡涤剂、油墨稀释剂、凹印油墨、其余胶黏剂、胶印油墨跟其余油墨;若按工艺类别划分,复合工艺、印刷设备荡涤活动、凹印工艺及热固胶印工艺,是最重要的沾染源,应当进行重点把持。
2.2把持对策倡导

2.2.1发展印刷业VOCs沾染考察跟监测

现阶段,只管我国已经器重VOCs沾染,但VOCs尚未纳入到我国环保部分的日常环境监测跟环境统计工作中,且有关我国印刷业VOCs沾染的考察研究工作发展较少,直接影响了行业跟政府部分控制VOCs沾染排放状况跟及时制订有效的减排办法。喷漆废气处理设备常见处理方法:回收方案主要是冷凝回收法,活性炭吸附脱附法、沸石分子筛吸附或者吸收法;破坏方案主要包括催化燃烧装置(rco)、蓄热式燃烧装置(rto)以及高温等离子体。因此,必须首先普遍发展印刷业VOCs沾染考察跟监测。控制明白相干工艺类型企业的数量、范围、原辅资料的VOCs含量情况、排放的VOCs品种、浓度跟沾染把持状况等方面的具体数据跟信息,从而为制订相干减排政策跟法规,以及树破全国及处所层面的印刷业VOCs排放清单奠定基本。

2.2.2制订印刷业VOCs排放标准跟达标技巧体系

近年来,等地出台了专门针对相干印刷工艺的VOCs排放标准,但其余大局部地区仍未制订相干的标准。面对印刷业的疾速发展趋势,应及早在参考国内外相干标准的进步教训的基本上,制订全国或处所级别的印刷行业VOCs排放标准。

排放标准应笼罩溶剂型复合工艺、凹印工艺、胶印工艺及设备荡涤等重要沾染源,全面划定油墨、润版液、胶黏剂、荡涤剂的VOCs含量限值、工艺废气有组织排放限值、溶剂逃逸限值,同时强化对企业生产工艺的治理请求,更大限度地减少VOCs的挥发逸散;倡导在标准中增加相干达标标准程序的具体说明,领导企业落实VOCs排放量估算、各类原料的VOCs含量检测、废气排放浓度监测、沾染治理设备的运行效力监测以及数据记录上报,有利于培养企业的守法意识,进步企业对沾染物的管控才干,推动环保部分的达标治理工作;美国的排放标准多数树破在RACT跟BACT等技巧基本上,这保障了企业采取相应水平的把持技巧后即可达到标准的请求,从而进步了标准的可行性,可恰当鉴戒这一做法,制订标准时考虑环保技巧的发展情况,由环保部分同一制订与标准配套的技巧指南或标准,领导企业抉择削减技巧。废气处理设备主要是运用不同工艺技术,通过回收或去除减少排放尾气的有害成分,达到保护环境、净化空气的一种环保设备。

2.2.3建设VOCs沾染源长效治理把持机制

发达国度对印刷业VOCs排放把持存在完美的治理制度,增进了有机废气处理法规、政策得到有效的贯彻落实。应鉴戒国外的治理思路,将印刷业VOCs沾染防备与把持的请求恰当纳入到现有环境治理体系中。可逐步建设包含环境影响评估、排污申报跟排污容许证制度的VOCs沾染源长效管控机制,从而实现对沾染企业的有效监管,确保企业达标。

在建设长效治理制度时,可能考虑:在环境影响评估制度划定中弥补VOCs沾染评估指标,请求新、改、扩建印刷沾染设施名目环评时,须进行VOCs监测剖析、料想跟评估以及采取更佳防备削减技巧办法;排污申报跟排污容许证制度都是沾染源监督治理的重要手段,鉴于我国这2项制度实际教训尚浅的情况,可先抉择在有前提的园区、企业进行排污申报制度试点跟容许证制度试点,获得胜利教训后,再逐步向全国推广。排污申报履行由印刷企业负责供给原始资料,证明VOCs排放物质浓度、排放量、沾染设备把持效力等数据实在坚固,由环保部分负责严格核查的方法。VOCs排污容许证制度必须遵守持证、按证排污准则跟总量把持准则,在摸清现有排放源、正确估算排放量的基本上,判断本地VOCs总量把持目标跟调配削减指标,即可按法定程序颁发排污容许证。

2.2.4设计激励政策跟扶助名目

印刷行业中占绝大多数的是中小型企业,这些企业的生产技巧水平较为落伍,且难以筹集治理沾染资金而导致废气处理水平很低。为激励这局部企业的沾染防治行动,可参考国外的教训,设计有效的VOCs防治激励政策跟扶助名目。例如包含:对引进利用进步清洁生产跟末端治理设备,研发新技巧、新工艺、新资料,履行环保认证的企业,供给融资渠道、资金补贴跟税收优惠;在政府洽购活动中优先考虑环境友爱型企业;加大对守法排污企业的处罚力度等,并由政府部分组织其余部散发展扶助名目,如沾染防治技巧信息的征询跟推荐等。

2.2.5发展进步的VOCs沾染把持技巧

我国印刷行业的沾染把持技巧整体水平较为落伍,体当初环保型原料、绿色印刷技巧跟有机废气治理技巧的研发才干薄弱。为此,今后应加强印刷业与科研院所、印刷设备制造业、油墨制造业、有机废气治理业等部分的配合,整合各方上风,加强进步清洁生产技巧跟末端治理技巧的研发翻新才干。另一方面,重视大力推广国内外利用较为成熟的VOCs沾染防治技巧设备,如吸附、吸附稀释-催化焚烧、吸附稀释-蓄热催化焚烧法。

2.2.6推行环保认证工作

环保认证可能进步认证企业内部的产品德量水平以及环境治理水平。可通过标准印刷业环境标记认证、ISO14000环境治理体系认证等认证进程,激励企业发展认证工作,推动企业将环境维护跟轮回经济的思维融入企业生产、经营与治理的决定中,在产品洽购、设计、加工、运输、销售、废料处理等各环节跟全进程进行VOCs沾染防治。

3结语

欧美、日本等国的教训证明:印刷业VOCs沾染防治是一项长久艰巨的体系工程,同时也是增进行业长期健康发展的重要机会。voc废气处理设备主要是运用不同工艺技术,通过回收或去除减少排放尾气的有害成分,达到保护环境、净化空气的一种环保设备。 吸收法采用低挥发或不挥发性溶剂对 VOCs进行吸收,再利用VOCs和吸收剂物理性质的差异进行分离。我国应通过发展体系深刻的行业VOCs排放考察跟监测,重点制订一套完美的排放标准及达标技巧帮助体系,并逐步健全治理、政策、名目、技巧、认证等其余手段,踊跃推动印刷业VOCs沾染防治工作,增进该行业实现可连续发展。

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