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包裝印刷VOCs排放怎么算?
來源: 發布日期:2016-10-21 點擊次數:747
  溶劑墨薄膜凹印工藝的有機溶劑排放量到底有多大?舉一個案例說明:1臺薄膜凹印機,印刷速度為300米/分鐘,每天有效運轉時間為20小時,薄膜幅寬為1米,每天的產量為36萬平方米,以凹印工藝的平均耗墨量為7g/m2(注意:是濕墨,不是干墨)計算,需要消耗油墨約2.52噸。凹印過程中需要用溶劑調節油墨黏度,常規的比例為1∶2,具體的溶劑耗用量與企業現場管理水平有直接關系,姑且按按管理水平偏上企業的標準來計算,即油墨與有機溶劑的配比1∶1.5計算,則每天消耗2.52噸油墨的同時還需要消耗3.78噸溶劑。國內凹印油墨的固含量一般在30%左右,即油墨中70%為溶劑,按此比例計算,2.52噸油墨中的溶劑為1.76噸。兩項相加后的溶劑消耗總量約為5.54噸,如果不加任何處理,這5.54噸溶劑除了少量殘留在軟包裝產品上,以及少量以溶劑蒸汽的形態被操作工人吸入體內,絕大部分排放到大氣中。也就是說,1臺凹印機1天向大氣排放5.54噸有機溶劑,這乍聽起來似乎有點恐怖!
  對這個結論提出質疑的大有人在。當然,也會有對數據計算是否片面夸大的質疑,比如:印刷機車速、門幅,每天的工作時間、凹印的單位耗墨量等。這些看來屬于細節,但歸總后產生的疑問是:溶劑型凹印工藝的污染真有這么大嗎?其實,案例中的產能在國內大中型軟包裝企業中并不突出,如果說300米/分鐘的車速太高,可能是特指的進口凹印機,對軟包裝業沒有典型意義。那我們采用國產凹印機,速度250米/分鐘,門幅采用軟包裝企業現在用得很多的1.2米,再說每天的生產時間,不論采用四班三運轉,還是三班兩運轉,重視勞動力有效利用時間的企業很少還有一天僅20小時工作量的,吃飯時停人不停機,交接班不停機,有效印刷時間超22小時是很正常的。至于凹印的單位耗墨量,筆者在這里提出的是濕墨7g/m2,雖然有些企業要求的指標只有3~4g/m2,但這是指干墨而不是濕墨,如果按30%的固含量計算一下,就會發現濕墨遠超7g/m2。這樣的話,每天的印刷產能可達到39.6萬平方米,耗墨量要大大超過2.52噸,凹印VOCs排放的數據可能更嚇人。
  如果采用柔印工藝,其VOCs影響的程度又如何?同樣以這個案例為例,由于柔印采用封閉式刮墨刀,不像凹印那樣采用敞開式墨槽,因此生產現場的溶劑泄漏和揮發比凹印要小許多,生產過程中的溶劑添加當然也要少許多。按照生產統計數據,當凹印采用1∶2的油墨與溶劑比例時,柔印只要1∶1.5,現場管理水平好一點的企業基本只要1∶1。另外,柔印的墨膜較薄,單位耗墨量往往只有濕墨2g/m2。柔印在達到每天36萬平方米產能時,耗墨量達到720kg。同樣以柔印油墨30%固含量計算,油墨中的溶劑達504kg。加上必要的溶劑添加量720kg,總量為1.224噸。以柔印約1.22噸的VOCs排放同凹印的5.54噸相比,柔印確實無愧于“環保工藝”之美稱,但這1.2噸溶劑畢竟還是排放到空氣中,其危害性也不得不慎重評估。
  薄膜柔印的排放量還有一個佐證。筆者曾從事過國外柔印機的推廣工作,在介紹其廢氣排放系統時接觸到一個名詞——紅外線LEL氣體監控系統。為什么要監控排放氣體?因為擔心排放氣體濃度過高引起爆炸,所以國外的柔印機制造商在排放系統上專門添加了便攜式量筒等自動檢測裝置,一旦檢測到氣體濃度過高接近爆炸臨界點,機器就會自動限速抑制有機溶劑排放量。可見,只要使用溶劑墨,即使號稱環保的柔印的VOCs排放危害也是很嚴重的,連設備供應商也不得不考慮當氣體濃度接近爆炸臨界點時的干預措施。
  目前采取的措施與面臨的困境
  目前我們采取的措施主要是通過活性炭吸附來回收氣體狀態的有機溶劑,回收氣體的出路有二:一是作為熱能利用的可燃性氣體燃燒,二是將氣體冷凝后轉化為液體,再根據回收溶劑的特點決定是直接利用或進一步精餾。不論采用哪一種回收方式,都需要大量能源。軟包裝企業在決定是否投入溶劑回收裝置時,設備投資的價格往往不是考慮的重點,該裝置的日常運行費用,即能源消耗的開支,成了項目的首要考慮因素。
  從已經投入運行的溶劑回收裝置案例來看,最成功的是干法復合工藝的醋酸乙酯回收。干法復合使用的單一溶劑,回收的溶劑可以直接使用,使軟包企業直接減少了醋酸乙酯的購買量,只要減去回收裝置的運行成本,對產品利潤空間的提升還是很有幫助的。困難的是印刷工序混合溶劑的回收。不論凹印或柔印,只要采用溶劑墨,就一定會采用混合溶劑。按目前溶劑回收裝置的水平,得到的都是溶劑的各特性參數全被打亂的混合物,而不是直接可用的達到原設計指標的混合溶劑,因此必須進行精餾。但精餾需要技術、資金與能源,軟包裝企業無能為力,只能委托專業機構處理之后再買回來。一進一出,受損失的還是軟包裝企業。
  溶劑回收項目的成本困境,在現實中出現的后果有時是慘不忍睹的。過高的成本促使某些不良業者即使配置了在線溶劑回收裝置,但也不常用,政府環保部門來檢查了就用,不來檢查就不用。在溶劑吸附單元前端設置的旁路檢修通道,往往成了直接排污口。
  其實國家這幾年對VOCs排放問題抓得越來越緊了。要真正解決問題,必定要從治理污染源抓起。包裝印刷業VOCs排放標準已經出臺,這對包裝印刷企業來說并不是好消息。如果企業沒有相應的技術與物質準備,如何應對肯定是個大問題。旁門邪道是走不得了,現今的溶劑回收之路成本又太高,軟包裝企業究竟何去何從?這就成了繞不過去的大問題,不解決這個大問題,肯定會對國內軟包裝行業的發展造成嚴重障礙。
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