目前在国内多采用蜂窝活性炭浓缩+催化燃烧技术,该技术投资和运行费用都较低,对于印刷废气可以实现达标排放的要求,在印刷行业废气治理中得到了广泛地应用。
有机废气高效过滤器固定吸附床脱附风机催化氧化床混流换热器废气达标排放引风机图4.3-4 蜂窝活性炭吸附浓缩+催化燃烧工艺流程图
采用蜂窝活性炭浓缩技术,一般采用热空气对活性炭进行再生,安全性较差,特别是有酮类化合物(如丁酮)存在的情况下,活性炭的燃点降低,在再生过程中容易发生着火现象。因此,目前国外普遍采用蜂窝状的分子筛转轮+催化燃烧工艺,分子筛作为吸附材料,避免了活性炭的着火问题,安全性大大提高。但由于设备造价高,在国内的印刷业废气治理中尚未得到大规模的应用,但随着环保要求的不断提高,目前已经有一些企业正在尝试采用该技术,是今后的发展趋势之一。
(3)低温等离子体技术
低温等离子体净化技术是近年来发展起来的废气治理新技术。等离子体被称为物质的第4种形态,由电子、离子、自由基和中性粒子组成。低温等离子体有机气体净化就是利用介质放电所产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的异味气体分子,去激活、电离、裂解废气中的各种成分,通过氧化等一系列复杂的化学反应,打开污染物分子内部的化学键,使复杂大分子污染物转变为一些小分子的安全物质(如二氧化碳和水),或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害的物质。
低温等离子体净化技术的优点是:①等离子体反应器阻力低,系统的动力消耗低;②不需要预热,净化装置可以即时开启与关闭;③所占空间比现有的其他技术更小;④装置简单,易于进行安装和搬迁。 缺点是:①净化效率低(一般 30~70%),只适用于低浓度废气净化(一般低于300mg/m3为宜);②产物复杂,通常需要进行二次吸收处理;③等离子的产生方式不同,目前尚缺乏系统的研究比对。因此,该技术只适用于低浓度含VOCs废气的治理(一般低于300mg/m3)。对于平板、胶印等工艺产生的废气,VOCs浓度一般较低,采用该技术可以实现达标排放的要求(一级或多级等离子体净化后)。因此,近年来在部分平版胶印企业的废气治理中得到了应用。
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4.2.2 山东省印刷行业VOCs排放及治理现状
调研结果显示,以平版印刷和柔性版印刷为主的出版物印刷及安全印务企业在生产过程中VOCs排放水平偏低,而软包装印刷企业以及金属包装企业的VOCs排放较为严重。印刷生产中除了油墨使用会造成大量VOCs排放外,软包装印刷的复合工序、金属包装印刷工艺的涂布工序,以及在生产中使用的清洗剂、胶印过程中使用的润版液,都会造成大量的VOCs排放,同样应该引起重视并加于控制。
对于VOCs治理情况,总体看来,山东省采取控制措施的印刷企业仍然占少数,VOCs基本以无组织形式排放,且大部分印刷企业排气筒不规范。某些大型企业因其管理规范,设备、技术先进,使用了部分清洁原料,减少了VOCs的排放。而大多数中小企业工艺落后,疏于管理,基本未采取任何控制措施,造成VOCs排放较为严重。在VOCs处理设施方面,目前,某些软包装印刷企业在印刷工序和复合工序应用了吸附技术,对油墨和粘合剂中的溶剂进行吸附处理。平版印刷中的商业轮转印刷机一般都配置了燃烧处理装置,对有机废气排放进行控制。这些治理技术在控制印刷企业VOCs废气方面都发挥了一定的作用,但大部分还不够成熟,在实际应用中仍存在很多问题,还有待完善和提高。
5 标准主要技术内容
5.1 标准适用范围
本标准规定了印刷业生产过程中挥发性有机物排放限值、监测和控制要求,以及标准的实施与监督等相关规定,同时根据印刷版式和承印物的不同,规定了不同类型印刷油墨的VOCs含量限值,并对产生VOCs排放的主要原辅材料做出了相关要求。
本标准适用于现有印刷企业的挥发性有机物排放管理,以及新建、改建、扩建印刷业项目的环境影响评价、环境保护设施设计、竣工环境保护验收、排污许可证核发及其投产后的挥发性有机物排放管理。
本标准适用于采用平版、凸版、凹版、柔性版和丝网(孔版)印刷方式,以报纸、书籍、杂志、广告、海报、包装(纸质、塑料)、金属、玻璃和陶瓷及其他材料为承印物的印刷生产活动。
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5.2 标准结构框架 5.2.1 标准主要内容
标准的主要内容包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、技术内容、监测、标准实施等六部分内容。 5.2.2 执行时间段
本标准对现有企业和新建企业分别提出控制要求。对于新建企业,制定较严格的标准。经座谈会讨论标准执行时间段为现有企业自标准发布之日起给予半年多的改造时间,于2017年07月01日执行本标准;新建企业自本标准实施之日起执行本标准。其它技术与管理规定自本标准实施之日起执行。 5.2.3 标准适用对象及划分依据
根据印刷生产工艺的特点和污染物排放的差异,本标准针对印刷生产企业制定挥发性有机物排放标准。 5.3 术语和定义
本标准定义了印刷、印刷生产、印刷油墨、即用状态、水基印刷油墨、溶剂基印刷油墨、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、挥发性有机物、标准状态、最高允许排放浓度、最高允许排放速率、厂界、厂界挥发性有机物监控点浓度限值、现有企业、新建企业等17个术语。
5.4 印刷油墨VOCs含量限值要求
在印刷生产中,油墨是排放VOCs的主要原材料之一,所以要对油墨中VOCs的含量进行限制。本标准对以下几种油墨中的VOCs含量进行了限制:平版胶印油墨、柔印油墨、凹印油墨。
5.4.1 印刷油墨VOCs含量限值的制定依据
鉴于VOCs对地表臭氧生成及人体健康的危害,不少国家制定了针对印刷油墨的标准。例如:日本、加拿大、澳大利亚、韩国、新西兰等国家要求油墨中的VOCs所占比例必须低于某一限值。
(1)国内外油墨VOCs含量限值标准分析
2008年初,我国首批绿色环保油墨标准《环境标志产品技术要求 胶印油墨(HJ/T
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370-2007)》和《环境标志产品技术要求 凹印油墨和柔印油墨(HJ/T 371-2007)》开始实施,使绿色环保油墨的判定有据可依。2009年9月,由国家环境保护部、新闻出版总署、中国印刷技术协会联合发起的国家环境保护印刷标准——《国家环保印刷标准/印刷环境标志技术要求标准》开始制定,这是我国首次开始编制与印刷业有关的国家环境保护标准。我国香港地区于2007年发布了《空气污染管制(挥发性有机化合物)规例》,该规例中规定了7类油墨处于即用状态时的VOCs的含量限值要求。
表5.4-1 我国《环境标志产品技术要求》对油墨的要求
项目 挥发性有机化合物含量 苯类溶剂含量 禁用物质 卤代烃类溶剂 苯含量 凹印油墨和柔印油墨 乙二醇醚及其脂类 酮类 溶剂基油墨 溶剂基油墨 溶剂 溶剂基油墨 溶剂 溶剂基油墨 甲醇含量 水基凹印 水基柔印 VOCs含量 水基凹印 水基柔印 热固轮转 单张、冷固轮转 ≤1% 乙二醇甲醚、乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯 异佛尔酮 ≤5000mg/kg ≤500mg/kg ≤500mg/kg ≤5000mg/kg ≤5000mg/kg ≤2% ≤2% ≤0.3% ≤3% ≤10% 标准规定 ≤25% ≤4% 胶印油墨 苯类溶剂含量 表5.4-2 国外相关标准中即用状态油墨中VOCs含量要求 国家 使用行业范围 胶印油墨和新闻纸印刷油墨 凹版油墨(书刊用除外) 油墨中溶剂含量: VOC含量 VOC 印刷中释放的VOC VOC 树脂印刷油墨 用于薄膜印刷的油墨VOC 标准规定 ≤30% <3% <20% <30% <5% <20% 日本 溶剂型凹版油墨不得含有苯和二甲苯 溶剂型凹版油墨不得含有苯和二甲苯 27