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  • RTO之印刷废气的污染防治可行技术路线与经济成本分析

    发布时间:2019-08-29 22:58:00 点击:

    RTO焚烧炉RTO专业生产厂家无锡泽川环境2019年8月29日讯  印刷工业企业产生的大气污染物包括VOCs及颗粒物。其中VOCs主要产生于含VOCs原辅材料(油墨、胶黏剂、光油等)的调配和输送,印刷、润版、烘干、清洗等工序及原辅材料贮存、危险废物贮存。其中出版物、纸包装等的平版印刷工艺VOCs主要来自于润版和清洗工序。塑料包装的凹版印刷工艺VOCs主要来自于印刷和复合工序。颗粒物主要产生于平版印刷的喷粉工序以及书、报刊印刷的装订裁切工序,喷粉工序产生的颗粒物一般进行回收,装订裁切工序产生的颗粒物需采用布袋除尘器等除尘装置进行收集处理。印刷生产过程大气污染物产污节点见下图。

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    在全面掌握我国印刷行业污染防治技术现状的基础上,通过现场实测27家印刷企业,现场调研74家印刷企业,资料调研646家印刷企业,获取了企业的竣工环境保护验收监测、执法检查、监督性监测、在线监测等数据,覆盖了不同地区不同规模的平版、凹版、凸版、孔版印刷工艺类型,涉及大气、水、固体废物及噪声污染防治技术。根据要求,以下每一项污染防治可行技术都有3个以上的稳定运行达标案例,每个案例都有详细的技术调查数据支持。

    本文主要分工艺讲述印刷废气污染防治可行技术路线。


    平版印刷

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    针对平版印刷共列出了6项大气污染防治可行技术组合。污染防治技术包括预防技术和治理技术,其中5项为预防技术,1项为治理技术。

    可行技术1:①植物油基胶印油墨替代技术+②无/低醇润湿液替代技术+③自动橡皮布清洗技术

    该技术组合是预防技术路线,适用于书刊、报刊、本册等的平版印刷工艺,可采用无醇润湿液替代技术。通过在源头原辅材料采用植物油基胶印油墨替代技术、无/低醇润湿液替代技术,设备或工艺革新采用自动橡皮布清洗技术来降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~30mg/m3

    可行技术2:①植物油基胶印油墨替代技术+②零醇润版胶印技术+③自动橡皮布清洗技术

    该技术组合是预防技术路线,适用于报刊的平版印刷工艺。采用该技术需投入印刷机水辊系统的一次性改造费用及定期更换水辊的耗材费用。通过在源头原辅材料采用植物油基胶印油墨替代技术,设备或工艺革新采用零醇润版胶印技术、自动橡皮布清洗技术来降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平在15~30mg/m3。

    可行技术3:①植物油基胶印油墨替代技术+②无水胶印技术+③自动橡皮布清洗技术

    该技术组合是预防技术路线,适用于书刊、本册、标签的平版印刷工艺。该技术对环境的温度要求较高,油墨传输过程需要冷却处理。采用该技术需使用专门的制版机、版材及油墨,成本较有水印刷高约20%~30%。通过在源头原辅材料采用植物油基胶印油墨替代技术,设备或工艺革新采用无水胶印技术、自动橡皮布清洗技术来降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平在15~30mg/m3

    可行技术4:①辐射固化油墨替代技术+②零醇润版胶印技术+③自动橡皮布清洗技术

    该技术组合是预防技术路线,适用于烟包、纸盒的平版印刷工艺,不适用于直接接触食品的产品的印刷。采用该技术需投入印刷机水辊系统的一次性改造费用及定期更换水辊的耗材费用。通过在源头原辅材料采用辐射固化油墨替代技术,设备或工艺革新采用零醇润版胶印技术、自动橡皮布清洗技术来降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平在40~50mg/m3

    可行技术5:①辐射固化油墨替代技术+②无/低醇润湿液替代技术+③自动橡皮布清洗技术

    该技术组合是预防技术路线,适用于烟包、标签、票证的平版印刷工艺,不适用于直接接触食品的产品的印刷,可采用低醇润湿液替代技术。通过在源头原辅材料采用辐射固化油墨替代技术、无/低醇润湿液替代技术,设备或工艺革新采用自动橡皮布清洗技术来降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~30mg/m3。

    可行技术6:①植物油基胶印油墨替代技术+②无/低醇润湿液替代技术+③自动橡皮布清洗技术+④燃烧技术

    该技术组合是预防技术+治理技术路线,适用于书刊、本册的热固轮转胶印工艺,可采用无醇润湿液替代技术,烘箱一般自带二次燃烧装置。通过在源头原辅材料采用植物油基胶印油墨替代技术、无/低醇润湿液替代技术,设备或工艺革新采用自动橡皮布清洗技术来降低VOCs的产生量,在末端利用二次燃烧装置对污染物进行处理,非甲烷总烃的排放浓度水平在10~30mg/m3。


    凹版印刷

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    针对凹版印刷共列出了4项大气污染防治可行技术组合。污染防治技术包括预防技术和治理技术。

    可行技术7:①水性凹印油墨替代技术+②吸附技术+③燃烧技术

    该技术组合是预防技术+治理技术。适用于部分色组或者生产线已经进行水性凹印油墨替代的塑料表印、塑料轻包装及纸张凹版印刷工艺废气处理。该可行技术路线通过在源头原辅材料采用水性凹印油墨替代技术降低VOCs的产生量,在末端采用吸附技术+燃烧技术对废气进行处理,非甲烷总烃的排放浓度水平在15~40mg/m3。典型工艺路线为水性凹印油墨替代技术+旋转式分子筛吸附浓缩+RTO或者水性凹印油墨替代技术+活性炭吸附+热气流再生+CO。

    可行技术8:①吸附技术+②冷凝回收技术

    该技术组合是末端治理技术。适用于采用单一溶剂油墨的凹版印刷工艺废气处理,一般用于年溶剂使用量1500吨以上的大型企业。在末端采用吸附技术+冷凝回收技术对废气进行处理时,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~40mg/m3。典型工艺路线为活性炭吸附+水蒸气再生/热氮气再生+冷凝回收。

    可行技术9:①燃烧技术

    该技术组合是末端治理技术。适用于溶剂型凹版印刷工艺烘箱有组织工艺废气的处理。在源头未采取削减措施,末端采用燃烧技术对废气进行处理,非甲烷总烃的排放浓度水平在10mg/m3~40mg/m3。对于大中型凹版印刷企业采用RTO燃烧技术,余热回用后运行费用较低。典型工艺路线为减风增浓+RTO/CO。

    可行技术10:①吸附技术+②燃烧技术

    该技术组合是末端治理技术。适用于溶剂型凹版印刷工艺烘箱有组织废气与其他无组织废气混合后处理,或无组织废气的单独处理。在源头未采取削减措施,末端采用吸附技术+燃烧技术对废气进行处理时,非甲烷总烃的排放浓度水平在15~40mg/m3。典型工艺路线为旋转式分子筛吸附浓缩+RTO/CO。


    凸版印刷

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    针对凸版印刷共列出了3项大气污染防治可行技术组合。污染防治技术包括预防技术和治理技术。

    可行技术11:①吸附技术+②燃烧技术

    该技术组合是末端治理技术。适用于溶剂型凸版印刷工艺废气的处理。对于连续生产的企业适合用旋转式分子筛吸附浓缩,对于间歇生产的企业适合用活性炭吸附浓缩+间歇式脱附再生工艺。在源头未采取削减措施,末端采用吸附技术+燃烧技术对废气进行处理时,非甲烷总烃的排放浓度水平在30~40mg/m3。典型工艺路线为旋转式分子筛吸附浓缩+RTO/CO、活性炭吸附+热气流再生+CO。

    可行技术12:①水性凸版油墨替代技术

    该技术组合是预防技术路线。适用于纸包装、标签、票证等的凸版印刷,凸版印刷工艺油墨耗用量少,适合采用水性油墨。通过在源头原辅材料采用水性凸版油墨替代技术来降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~40mg/m3

    可行技术13:①辐射固化油墨替代技术

    该技术组合是预防技术路线。适用于标签、票证等的凸版印刷,不适用于直接接触食品的产品的印刷。LED-UV固化是目前较先进的UV固化方式,可以减少臭氧的产生。通过在源头原辅材料采用辐射固化油墨替代技术降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平小于30mg/m3


    丝网印刷

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    针对丝网印刷列出了1项大气污染预防技术组合。

    可行技术14:①辐射固化油墨替代技术

    该技术组合是预防技术路线。适用于标签、票证等的丝网印刷,不适用于直接接触食品的产品的印刷。LED-UV固化是目前较先进的UV固化方式,可以减少臭氧的产生。通过在源头原辅材料采用辐射固化油墨替代技术来降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平小于30mg/m3。


    复合、涂布工艺

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    针对复合、涂布工序共列出了5项大气污染防治可行技术组合。污染防治技术包括预防技术和治理技术。

    可行技术15:①无溶剂复合

    该技术组合是预防技术路线。适用于包装印刷的复合工序,对于软包装,常采用双组分胶黏剂;对于纸塑复合,常采用单组分胶黏剂。采用无溶剂复合技术,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~30mg/m3。

    可行技术16:①共挤出复合

    该技术组合是预防技术路线。适用于包装印刷的复合膜生产工序,该技术只能用于热融塑料与塑料复合,其产品材料的组合形式相对较少,适用范围较小。采用共挤出复合技术,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~30mg/m3

    可行技术17:①水性胶黏剂替代技术

    该技术组合是预防技术路线。适用于轻包装制品,如方便面、膨化食品覆膜工艺,适用于纸包装的复合工艺。通过在源头原辅材料采用水性胶黏剂替代技术来降低VOCs的产生量,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~30mg/m3。

    可行技术18:①吸附技术+②冷凝回收技术

    该技术组合是末端治理技术。适用于干复工艺废气处理,一般用于年溶剂使用量1500t以上的大型企业。在末端采用吸附+冷凝回收技术对废气进行处理时,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~40mg/m3。典型工艺路线为活性炭吸附+水蒸气再生/热氮气再生+冷凝回收。

    可行技术19:①燃烧技术

    该技术组合是末端治理技术。适用于干复、涂布工艺废气的处理。在源头未采取预防措施的前提下,末端采用燃烧技术对废气进行处理,非甲烷总烃的排放浓度水平在10~40mg/m3。典型工艺路线为减风增浓+RTO,涂布工序的无组织废气宜进行预浓缩后再通过RTO处理。非连续生产或废气浓度水平波动较大时,应用该技术处理废气的能耗会增加。


    上光工艺

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    针对上光工艺共列出了2项大气污染防治可行技术组合,均为预防技术。

    可行技术20:①水性光油替代技术

    该技术是预防技术路线。适用于书刊、本册等的上光工艺。通过在源头原辅材料采用水性光油替代技术来降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~30mg/m3。

    可行技术21:①UV光油替代技术

    该技术是预防技术路线。适用于纸张、金属及塑料薄膜的上光工艺,不适用于直接接触食品的产品的上光工艺。通过在源头原辅材料采用UV光油替代技术降低VOCs的产生量,末端不进行治理的情况下,非甲烷总烃的排放浓度水平在20~30mg/m3。


    治理技术的成本效益分析

    对于出版物印刷企业,植物油基胶印油墨替代技术、辐射固化油墨替代技术、无/低醇润湿液替代技术等已经被很多企业所采用,不会对企业生产成本造成明显的经济影响。

    对于包装印刷企业,若由溶剂型凹印油墨改为水性凹印油墨,目前市场上水性油墨的单价比普通溶剂型油墨高,但水性油墨印刷的印版相对较浅,可减少油墨使用量和清洗剂用量,综合核算结果显示,不会对企业生产成本产生较大影响。对于生产稳定的大中型企业,经核算后在原辅材料(含油墨、稀释剂、清洗剂等)使用方面的成本与使用溶剂型油墨相比持平或有所下降。另外,如果企业改溶剂油墨生产线为水性油墨生产线,可能涉及生产线的改造,改造成本包括印版更新、烘干系统升级等的费用。

    平版印刷选择加装的自动橡皮布清洗系统,每套成本10万元至15万元不等。使用无溶剂复合机替代传统干式复合机,根据订制需求的不同,单机成本价100万元至200万元不等。集中供墨系统已经为不少企业所采用,根据使用企业的估算,采用集中供墨系统与传统人工加墨相比,平均可以节省油墨5%,因此不会对企业生产成本造成明显影响。零醇润版胶印技术需要对水辊进行改造,一次性成本投入较高,同时每年也会产生换水辊的材料费用。使用无水胶印技术,企业需购买专门的制版机和版材,使用专门的无水印刷油墨,版材成本会上升,油墨成本较之前略高。

    印刷企业废气末端治理设施的投资与印刷企业的生产能力、生产工艺、原辅材料种类、废气处理量等密切相关。编制组对典型印刷企业VOCs治理的单项控制措施、综合控制措施的成本进行了调研,结果显示:

    减风增浓技术建设成本为每色组5万元至10万元不等;

    吸附+脱附回收技术建设成本为200万元到500万元不等,回收成本每吨约为1000元~2000元;

    RTO建设成本为300万元至500万元不等,常规减风、正常凹印工况下,3万风量的RTO运行费用为每天约500元~3000元,当RTO废气浓度大于2g/m3时,可不需要补充燃料运行;

    浓缩+催化氧化装置成本为300万元至500万元不等;单纯的更换式活性炭吸附装置的一般价格为30万元至60万元不等。

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