发布时间:2020-04-13 10:30:00
塑料薄膜软包装印刷的VOCs主要来源于含有油墨、稀释剂、粘合剂、保护剂(清漆)等溶剂的原辅材料。其中,油墨和稀释剂是VOCs的主要来源。在印刷过程中,通常在油墨中加入30%-70%的稀释剂来调节油墨的粘度。稀释剂的组成一般与油墨等原辅材料所用溶剂的组成相同。塑料软包装印刷用油墨主要有溶剂型油墨、水基油墨和醇基油墨。溶剂型油墨通常含有50%-60%的挥发性有机化合物,主要包括芳香烃、醇类、酮类和脂类。虽然水性油墨使用水作为溶剂,但在实际生产过程中,应加入一定量的乙醇,以利于树脂的溶解。常用的醇溶剂有乙醇、异丙醇等。另外,与溶剂型油墨相比,水性油墨的涂布量可减少约10%-30%。醇墨主要以乙醇为溶剂,也或多或少地使用一些酯类或其他类型的溶剂作为稀释剂。保护剂和粘合剂中常用的溶剂有芳香烃、酯类、醇类和酮类等。
塑料薄膜软包装印刷的VOCs主要来源于含有油墨、稀释剂、粘合剂、保护剂(清漆)等溶剂的原辅材料。其中,油墨和稀释剂是VOCs的主要来源。在印刷过程中,通常在油墨中加入30%-70%的稀释剂来调节油墨的粘度。稀释剂的组成一般与油墨等原辅材料所用溶剂的组成相同。塑料软包装印刷用油墨主要有溶剂型油墨、水基油墨和醇基油墨。溶剂型油墨通常含有50%-60%的挥发性有机化合物,主要包括芳香烃、醇类、酮类和脂类。虽然水性油墨使用水作为溶剂,但在实际生产过程中,应加入一定量的乙醇,以利于树脂的溶解。常用的醇溶剂有乙醇、异丙醇等。另外,与溶剂型油墨相比,水性油墨的涂布量可减少约10%-30%。醇墨主要以乙醇为溶剂,也或多或少地使用一些酯类或其他类型的溶剂作为稀释剂。保护剂和粘合剂中常用的溶剂有芳香烃、酯类、醇类和酮类等。
薄膜印刷企业采用溶剂型和水基原辅材料生产同一产品时,VOCs的组成和含量见表1。企业改用水基材料后,VOCs产量下降约80%。可见,使用水基原辅材料可以大大减少VOCs排放的种类和数量。
塑料软包装印刷主要是凹版印刷,分为表面印刷和内部印刷,即分别在载体的表面和内部印刷。凹版印刷是包装印刷行业中空气污染最严重的印刷方法。在印刷过程中,通常需要经过印刷、抛光油、涂胶、复合等多个单元。每台机组完工后,需要进行干燥,然后进入下一组生产机组,如图1所示。根据不同企业的不同产品,在生产工艺上存在一些差异,如无清漆和清漆后的干燥、涂胶和配制工艺,从而减少相应的生产和排放环节。
凹版印刷是将印版表面或印版浸入油墨槽中获得油墨,然后用刮刀刮掉印版表面的油墨,再通过压力作用使印版凹坑中剩余的油墨与薄膜接触的过程,油墨的一部分被转移到薄膜(或其他基底)上。抛光油是在印刷品表面涂上一层无色透明的涂料。经整平、干燥、压延后,在印刷品表面形成一层薄而均匀的透明层,用来增加印刷品表面的光泽度和光滑度,保护印刷品,增加印刷品的美观。胶接和复配是在薄膜表面涂上胶粘剂,然后在复膜机上复配的过程。
VOCs的来源和排放途径主要包括:原辅材料调配;材料供应(油墨、清漆或胶粘剂);印刷、涂胶、清漆、复合材料等工艺;干燥和设备清洗过程中溶剂挥发,其中挥发量最大的是干燥,其次是材料供应过程。在进料过程中,为保证粘度要求,罐内物料通过罐底孔进入进料筒,加入稀释剂,然后泵入进料槽,处于连续循环状态。
目前,很多企业只利用生产设备的废气收集系统来收集VOCs。一般情况下,设备的干燥过程是封闭的,并与排气管相连,产生的VOCs可以很好的收集。但是,在上料、涂胶、抛光、复合等过程中,大部分生产设备的侧面只有一个小的吸气口或根本没有吸气口,这就使得很多有机物挥发到车间。车间挥发性有机物挥发的主要途径是在进料罐内连续添加稀释剂,进料罐面积大,且大多为敞开式。此外,部分企业未单独设置原料调配室,在机械搅拌混合油墨、清漆、胶水过程中未进行有效的密封或废气收集;车间内含有有机溶剂的桶、罐敞开;溶剂清洗刮板时未收集废气,导致大量VOCs无组织挥发。
根据印刷行业废气产生和排放要求的特点,环保部2016年发布的《国家先进污染控制技术目录(VOCs防治领域)》明确了五项与印刷行业废气处理有关的先进技术具体如下。
活性炭吸附脱氮冷凝液回收技术
颗粒活性炭用于吸附有机废气。饱和后活性炭经高温脱氮再生。解吸产生的溶剂经冷凝分离后回收。
采用多床固定再生器。预热后的有机废气进入燃烧室进行高温氧化分解。净化后的高温尾气经蓄热体冷却后排放,蓄热体对进口废气进行预热,节约能源。
旋转蓄热燃烧系统的主体结构设有多个蜂窝陶瓷蓄热室和燃烧室,每个蓄热室依次经历蓄热、放热和清洗过程。控制系统控制驱动电机使旋转阀以一定的转速旋转,实现蓄热吸附和放热的循环切换。
有机废气经蓄热体加热,在催化剂作用下燃烧,使有机废气氧化分解为CO2和H2O。含VOCs废气进入沸石转轮吸附净化,解吸后的高浓度废气经燃烧装置(如RTO、RCO、tnv等)燃烧净化。
以上五种工艺的主要技术指标及技术特点见表3。
塑料软包装行业使用的含VOCs的原辅材料主要有油墨、稀释剂、粘合剂和保护剂。油墨种类对VOCs的排放浓度和总排放量影响较大。VOCs主要在原料制备、投料、印刷、涂胶、抛光、配制、干燥、设备清洗等过程中产生。干燥废气的VOCs排放量最大,可通过设备管道收集;供墨槽、轻油槽、供胶槽是车间VOCs无组织挥发的主要途径。必须采取适当措施收集废气。含有机溶剂的罐应及时密封。刮板清洗时挥发的有机物应通过集气罩或通风柜收集。对于不需要回收溶剂的企业,建议采用再生燃烧或再生催化燃烧技术处理含VOCs废气,其中中高浓度废气可直接燃烧,中低浓度废气经吸附浓缩后燃烧。