凹印VOCs末端治理技术的应用情况

2001～2007年，全国一些大中城市就有很多凹印VOCs末端治理项目，基本以“活性炭吸附+催化燃烧”为主，但这些项目大多并没有实际运行，上马的主要目的是应对环评验收达标排放，而不是治理VOCs。

2007～2012年，各地规模以上凹印企业陆续上马VOCs末端治理项目，基本以“回收”为主，如活性炭(碳纤维)吸附+回收，上马的主要目的有3个：预期回收经济效益、环评验收、企业主动治理意愿。

2012～2014年，众多凹印企业纷纷主动上马VOCs末端治理项目，但基本还是以“回收”为主，主要是因为期间全国各地雾霾锁城，国家首次提出将VOCs纳入污染防治，凹印企业环保压力激增。

2015年至今，包装印刷业被国家列为VOCs排污收费试点行业，凹印行业由于生产过程中使用大量有机溶剂并直排，面临巨大环保压力。基于VOCs排污费的大幅收取、凹印排放标准的日益严格，以及日后自动在线连续检测的安装可能，整个凹印行业的主流VOCs末端治理技术开始快速转向燃烧(RTO)，同期大量燃烧项目在全国各地大型凹印企业快速推进，大面积铺开，但截至目前，实际运行的还比较少，仍有待观察。但同期很多地市都提出了要求限期短期快速治理，迫于形势、资金，以及技术和市场的纷繁乱象等，大多凹印企业仓促选择了等离子、光催化、催化燃烧、光解等投资几十万的临时过渡措施，也是很大的浪费。

凹印VOCs末端治理方案的选择

基于目前的经济、技术、环保、市场等条件，笔者认为凹印企业在选择VOCs末端治理方案之前，必须注意以下3个方面。

1.摸底

凹印企业必须摸清VOCs排放量、浓度、成分等总体情况，统筹考虑方案，特别是治理设施入口废气风量、浓度、规律等需要反复确认，这是所有项目设计和运行的基础，必须多方反复确认。

2.减风和现场封闭

优化凹印机烘箱结构，减少、合并、浓缩废气，减少排放总量，控制每色废气总量小于1000m3/min或更小(但烘箱内部循环风量和风压等保持不变)，可以通过手动热风回用、自动LEL热风回用等措施来实现。浓缩后废气浓度一般大于2.5g/m3，达到RTO自维持浓度，运行后凹印企业只需承担RTO变频风机的电费即可。但凹印机烘箱减风设计，涉及烘箱设计、无组织减少、墨槽封闭、系统保温、烘干原理、凹印工艺、热风回用等，需要科研院所、凹印机械厂、热风系统集成商、凹印企业等多方统筹完成(国内凹印机上万台，凹印机械厂上百家，但烘干系统大多搬用国外机械厂20年前的系统，真正能独立统筹开发设计的还没有)，这样才能实现以既定速度、最小风量、最小热量、最高废气浓度完成有效烘干的目的(但废气浓度低于安全值)。在此笔者建议凹印行业推出凹印能耗等级和能效标识，这样就能更好地从设计之初进行全面统筹，管理能耗、利用能耗，并极大地推动行业进步。

现场封闭是减少无组织排放的重要措施，虽然国外现在也很少，但国内有要求，除了墨槽封闭、烘箱负压、地面抽风取消或合并外，印刷机的相对封闭也要列入日程。

下面，基于笔者对现有凹印VOCs末端治理技术的认识和理解，给出如下选择建议，供大家参考。

方案一：溶剂回收

主要存在如下问题：

(1)达标

回收方案吸附一级废气外排达标困难，且废气的多成分(如含醇)以及吸附材料本身的无选择性，使得各种不同形状的废气同时兼顾达标非常困难，大多需要追加二次VOCs治理设施实现达标。

(2)安全

其一，溶剂回用工艺区域需要除水、除味、蒸馏、脱色、提纯等操作，属于甲类防爆区域，需要有远离生产区域的场地，而且提纯处理类似化工工艺，有较大安全隐患，另外是否允许本厂这样处理回收溶剂，地方安监、消防政策模糊;其二，凹印废气成分复杂，除了溶剂，还有油墨、光油等内部溶剂的成分，反复回用到凹印原来的纯溶剂工艺里，会有各种潜在产品质量风险，尤其对于食品包装，极易存在溶剂迁移风险。

(3)技术

目前单一溶剂或双组分溶剂油墨的应用还不成熟，凹印废气回收得到的是混合溶剂，还做不到现场分离和提纯回用，而且如果企业只有1～2台凹印机的废气排放量，一年排放几百吨，偏小，不适合回收。

(4)政策

国家将回收溶剂定义为危险废物，需要具有资质的企业来处理，使得回收溶剂的收集、存储和流转更加困难，而且目前集中外运再精制回用也不成熟。另外，随着当前VOCs排污费的征收，回收溶剂数量清晰、环节透明，凹印企业的压力更大。

  方案二：转轮浓缩

主要存在如下问题：

(1)达标

理由同上，即使针对各种溶剂定制转轮，但由于大多凹印企业都有几种不同的墨系，添加在油墨内的溶剂成分较复杂，按浓缩比10考虑，90%的废气通过转轮浓缩一级吸附净化直接外排很难达标，或者还需要二级转轮净化，而且日后安装在线检测和缴纳排污费时也很难达标。

(2)安全

由于凹印废气入口风量和浓度变化较大，一般可以差出5～10倍，如果转轮浓缩只能以固定的转速吸附解析，对于变风量、变浓度、变成分的废气，其达标、能耗、安全都是问题。比如，原来进口废气是300mg/m3，浓缩10倍就是3g/m3，但如果切换订单，转轮部分依旧，进口浓度如达到3g/m3，浓缩后变为30g/m3，废气爆炸风险剧增。

方案三：活性炭置换

这种治理方案投资较小，但一般1台凹印机每小时排放25～75kg的溶剂，要想实现达标排放，需要极其频繁地更换活性炭，而更换下来的活性炭由于是危废，还要付费处理。尤其现在废气处理技改和新项目有净化率指标，活性炭达标很难，最终只能废弃，不得不再次投资，因此只能作为无奈之选。

方案四：燃烧

浓缩后废气处理建议直接上RTO，当然也可以上催化焚烧，或者转轮浓缩后上RTO也可以。其他如地排、车间无组织、油墨库房、清洗间等低浓度废气，建议尝试采用新技术处理，或者浓缩后再进入RTO。至于国内各家RTO的对比和选择，这里不再展开。

方案五：其他技术

基于国内巨大的环保压力和治理市场，在凹印VOCs末端治理方面，近年来陆续有新技术出现，有些国外都还没有(分析国外凹印比例很小，十几年前就开始治理，目前基本成熟，很少企业投入研发)，如高温等离子、低温等离子、光解、光氧化、生物法以及各种技术的组合等，建议不断尝试。

从经济角度看凹印VOCs末端治理

(1)RTO是目前最彻底、最环保的凹印VOCs末端治理方案，但投资大、占地大、成本高(1万废气风量约50万～100万元的投入)，一般6万风量的RTO长22米、宽8米、高6米、重100吨，建议规模大的凹印企业考虑，同时建议分期投入。

(2)浓缩+催化燃烧或浓缩+RTO，成本投入和占地面积会稍小，无须减风，对生产影响较小，但笔者对于浓缩是否适合凹印工艺持否定态度，理由见上文。

凹印VOCs末端治理未来走向

(1)凹印机必须安装VOCs治理设施，未来凹印机出厂前可能要求标配VOCs末端治理设施。

(2)短时间内，只要求达标排放区域，活性炭置换技术还会是凹印VOCs末端治理的主要应对方式，但在同时要求净化率和达标排放的区域，各种低成本的新技术或组合技术将会是主流。

(3)如果有低成本的凹印VOCs末端治理新技术问世，如1万废气风量10万～20万元的投入，将会替代以上主流技术。

需要说明的是，在目前己经固化的产业格局中，凹印企业是整个产业链中的直接排污者，必须承担相应的环保职责，因此凹印企业必须充分认识到，今后环保投入，和工厂用工、用水、用电一样是日常行为。凹印环保不仅为达标，也为自己的家园，需要大家一起携手面对，也希望更多的凹印企业一起来主动投入做环保。同时，作为消费者，我们应该关心购买商品包装的环境表现，珍惜手里的购买权，倒逼食品、医药、日化用品等企业，最大程度地减少过度包装，恢复功能包装，从根本上对绿色包装给予引导和支持。