软包装行业VOCs治理

环保永远是软包装行业发展的主流,尤其在国家VOCs排放控制政策落实执行的当下,更是如此。但VOCs治理对于我国软包装行业来讲还是一个新课题,目前行业内普遍存在如下状况:

(1)企业对于准备采用的VOCs治理工艺的一些细节认知不足,很难做出采购决策;

(2)企业对准备采用何种VOCs治理设备或方案关注较多,但在其他生产环节对VOCs治理的影响方面关注较少;

(3)一些规模较大的企业,需要投入较多的资金进行VOCs综合治理,因此也面临决策难题;

(4)部分已经开始使用VOCs治理设备的企业,面对过去使用过程中出现的问题,如效率过低、回收溶剂质量不达标无法循环使用、耗材使用寿命过短、运行成本很高等,感到非常困惑和迷茫。

然而,软包装行业VOCs治理其实是一个系统工程,并不是简单安装一台吸附/解吸附回收设备或蓄热式热氧化(RTO)设备就能解决,而是需要考虑多方面因素。比如,源头控制对整个VOCs治理效果的影响;如何正确选择合适的VOCs末端治理方案;了解VOCs治理设备本身的性能;VOCs治理设备供应商能否提供专业的运行管理服务等。

软包装行业VOCs排放特点

软包装的生产工艺包括印刷(凹印或柔印)、复合(或涂布)、分切、制袋、废气处理。其中,印刷和干式复合或涂布工艺均会产生VOCs排放,其VOCs排放特点:

(1)VOCs排放量大,比如,一台国产十色不带LEL(最低爆炸浓度)控制的凹印设备的VOCs排放量可达35,000m³/h,而带LEL控制的凹印设备的VOCs排放量也要达到21,500m³/h;

(2)VOCs浓度低;

(3)除了复合工序,印刷工序使用了沸点不同的多种溶剂;

(4)软包装生产车间存在部分不受控的VOCs排放。

VOCs源头控制措施

对软包装行业VOCs进行源头控制时,应考虑如下措施:

(1)选用能够减少VOCs排放或能受控的原材料,包括油墨、胶粘剂;

(2)根据不同的产品结构,尽可能更多地使用无溶剂复合、挤出复合工艺,或在干式复合工艺中用水性胶粘剂替代溶剂型胶粘剂;

(3)有条件的软包装企业可以考虑使用柔印工艺,其油墨使用量要比凹印工艺减少近一半,但其所用溶剂配方为多种混合溶剂,如无水乙醇、正丙酯、丙二醇乙醚、二丙醇等,会对使用哪种VOCs治理方案带来挑战;

(4)参考国外成功经验,使用适合里印/复合的单一溶剂油墨(或单一种类溶剂油墨),有利于溶剂的回收再利用,但需要解决有关油墨干燥速度、油墨转移等印刷过程中出现的质量问题;

(5)使用EB(电子束干燥)油墨;

(6)如果条件成熟,使用适合里印/复合的纯水性油墨,也是一个很好的选择,但需要解决以下问题:

①目前正在开发的水性油墨添加了30%~70%的醇类溶剂,导致VOCs浓度偏低,增加了治理难度,但同时启发了我们考虑能否开发可处理高水分含量和存在低浓度乙醇的VOCs治理工艺和设备;

②烘箱干燥温度偏高,容易导致承印物产生热延伸问题,加大了电子轴凹印设备套印的工作难度(因为电子轴凹印设备的工作原理是直接改变版辊的相位来实现套印工作,对承印物的张力会带来一定冲击,故此要求承印物尽量避免热延伸的发生);

③刮刀和凹版版面容易磨损,印刷文字容易变粗及闭合,水性油墨干燥后难以用水清洗;

④水分和醇类溶剂在半成品上残留,会影响干式复合产品的复合性能(如耐热、耐水性能);

⑤印刷设备和版辊(尤其是版辊内部)的防锈问题;

⑥污水处理问题。

软包油墨中,在一定程度上,氯醋树脂会影响软包油墨的环保指数。潘高化工,作为国内高端氯醋树脂生产商,以“环保”己任,不断研发和完善产品性能,同时也向市场不断推出符合要求的产品。酯溶性羟基氯醋树脂,无毒,不含三氯乙烯”“多环芳烃”“邻苯二甲酸盐等;UV体系,实现”VOC排放。

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