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          塑料軟包裝印刷行業VOCs的生產與治理

          發布時間:2020-03-23 10:51:40

          據有關資料顯示,我國軟塑料包裝企業有4000多家,國產復合膜生產能力已超過150萬噸。軟塑料包裝材料已成為我國主要的成熟包裝材料之一。本文針對塑料軟包裝印刷行業的污染物特點,對其VOCs的收集和控制措施進行了研究和比較。

          據有關資料顯示,我國軟塑料包裝企業有4000多家,國產復合膜生產能力已超過150萬噸。軟塑料包裝材料已成為我國主要的成熟包裝材料之一。本文針對塑料軟包裝印刷行業的污染物特點,對其VOCs的收集和控制措施進行了研究和比較。

          塑料薄膜軟包裝印刷的VOCs主要來源于含有油墨、稀釋劑、粘合劑、保護劑(清漆)等溶劑的原輔材料。其中,油墨和稀釋劑是VOCs的主要來源。在印刷過程中,通常在油墨中加入30%-70%的稀釋劑來調節油墨的粘度。稀釋劑的組成一般與油墨等原輔材料所用溶劑的組成相同。

          塑料軟包裝印刷用油墨主要有溶劑型油墨、水基油墨和醇基油墨。溶劑型油墨通常含有50%-60%的揮發性有機化合物,主要包括芳香烴、醇類、酮類和脂類。雖然水性油墨使用水作為溶劑,但在實際生產過程中,應加入一定量的乙醇,以利于樹脂的溶解。常用的醇溶劑有乙醇、異丙醇等。另外,與溶劑型油墨相比,水性油墨的涂布量可減少約10%-30%。醇墨主要以醇為溶劑,也或多或少地使用一些酯類或其他類型的溶劑作為稀釋劑。保護劑和粘合劑中常用的溶劑有芳香烴、酯類、醇類和酮類等。

          薄膜印刷企業采用溶劑型和水基原輔材料生產同一產品時,VOCs的組成和含量見表1。企業改用水基材料后,VOCs產量下降約80%。可見,使用水基原輔材料可以大大減少VOCs排放的種類和數量。

          塑料軟包裝印刷主要是凹版印刷,分為表面印刷和內部印刷,即分別在載體的表面和內部印刷。凹版印刷是包裝印刷行業中空氣污染最嚴重的印刷方法。在印刷過程中,通常需要經過印刷、拋光油、涂膠、復合等多個單元。每臺機組完工后,需要進行干燥,然后進入下一組生產機組,如圖1所示。

          根據不同企業的不同產品,在生產工藝上存在一些差異,如無清漆和清漆后的干燥、涂膠和配制工藝,從而減少相應的生產和排放環節。

          凹版印刷是將印版表面或印版浸入油墨槽中獲得油墨,然后用刮刀刮掉印版表面的油墨,再通過壓力作用使印版凹坑中剩余的油墨與薄膜接觸的過程,油墨的一部分被轉移到薄膜(或其他基底)上。拋光油是在印刷品表面涂上一層無色透明的涂料。經整平、干燥、壓延后,在印刷品表面形成一層薄而均勻的透明層,用于提高印刷品表面的光澤度和光滑度,保護印刷品,增加印刷品的美觀。膠接和復配是在薄膜表面涂上膠粘劑,然后在復膜機上復配的過程。

          VOCs的來源和排放途徑主要包括:原輔材料調配;材料供應(油墨、清漆或膠粘劑);印刷、涂膠、清漆、復合材料等工藝;干燥和設備清洗過程中溶劑揮發,其中揮發量***的是干燥,其次是材料供應過程。在進料過程中,為保證粘度要求,罐內物料通過罐底孔進入進料筒,加入稀釋劑,然后泵入進料槽,處于連續循環狀態。

          目前,很多企業只利用生產設備的廢氣收集系統進行VOCs的收集。一般情況下,設備的干燥過程是密閉的,并與排氣管相連。該裝置產生的揮發性有機物可以很好地收集。但是,在上料、涂膠、拋光、復合等過程中,大部分生產設備的側面只有一個小的吸氣口或根本沒有吸氣口,這就使得很多有機物揮發到車間。車間揮發性有機物揮發的主要途徑是在進料罐內連續添加稀釋劑,進料罐面積大,且大多為敞開式。另外,一些企業沒有單獨設置原料調配室,在油墨、清漆、膠水的機械攪拌混合過程中,沒有進行有效的密封或廢氣收集;車間內含有***的桶、罐是敞開的;溶劑清洗時廢氣沒有收集刮板,這導致大量揮發性有機物的無組織揮發。

          根據印刷行業廢氣產生和排放要求的特點,環保部2016年發布的《國家先進污染控制技術目錄(VOCs防治領域)》明確了五項與印刷行業廢氣處理有關的先進技術具體如下。

          活性炭吸附脫氮冷凝液回收技術

          顆粒活性炭用于吸附有機廢氣。活性炭飽和后,經高溫氮氣解吸再生。解吸產生的溶劑經冷凝分離后回收。

          采用多床固定再生器。預熱后的有機廢氣進入燃燒室進行高溫氧化分解。凈化后的高溫尾氣經蓄熱體冷卻達標排放。蓄熱體對進口廢氣進行預熱,節約能源。

          旋轉蓄熱燃燒系統的主體結構設有多個蜂窩陶瓷蓄熱室和燃燒室,每個蓄熱室依次經歷蓄熱、放熱和清洗過程。控制系統控制驅動電機使旋轉閥以一定的轉速旋轉,實現蓄熱吸附和放熱的循環切換。

          有機廢氣經蓄熱體加熱,在催化劑作用下燃燒,使有機廢氣氧化分解為CO2和H2O。

          含VOCs廢氣進入沸石轉輪吸附凈化,解吸后的高濃度廢氣經燃燒裝置(如RTO、RCO、tnv等)燃燒凈化。


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