摘 要： 隨著VOCs對環(huán)境的影響越來越大，國家正逐步制定相關(guān)的法律和技術(shù)規(guī)范對其進(jìn)行控制和治理，本文主要表述印刷行業(yè)VOCs的性質(zhì)，并以某印刷企業(yè)清潔生產(chǎn)審核方案為例訴述VOCs治理技術(shù)在該行業(yè)的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞： VOCs;印刷企業(yè)

1 ?印刷行業(yè)VOCs介紹

1.1 ?VOCs的概述

VOCs（volatile organic compounds）也稱為揮發(fā)性有機(jī)物，一般是指飽和蒸氣壓較高（20℃下大于或等于0.01KPa）、沸點(diǎn)較低、分子量小、常溫狀態(tài)下易揮發(fā)的有機(jī)化合物。VOCs的危害一是會(huì)直接危害到人體的健康，主要包括對感官和氣味的影響;會(huì)引起呼吸道感染，嚴(yán)重的會(huì)影響到人體內(nèi)臟器官;還會(huì)抑制人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，讓人感到渾身乏力，精神不振等;部分VOCs還具有很強(qiáng)的基因毒性和致癌性，例如苯、甲醛。二是在陽光直射的情況下，VOCs會(huì)和大氣中碳?xì)浠衔锖偷趸锇l(fā)生一系列復(fù)雜反應(yīng)而形成具有嚴(yán)重危害性光化學(xué)煙霧，對環(huán)境造成二次污染，還會(huì)破壞高空中的臭氧層。三是VOCs中包括乙烯、丙烯等脂肪類物質(zhì)，屬于易燃、易爆類化合物，存在著較大的火災(zāi)隱患。

1.2 ?印刷行業(yè)VOCs的主要來源

印刷行業(yè)主要的生產(chǎn)方式包括平版印刷（膠?。?、凸版印刷、凹版印刷和網(wǎng)版印刷（絲網(wǎng)印刷），其中平板印刷分為熱固輪轉(zhuǎn)膠印、單張紙腳印和冷固輪轉(zhuǎn)腳印;凸版印刷分為樹脂版印刷和柔性版印刷，其生產(chǎn)工藝主要包括印刷、覆膜、上光和燙金等工藝。在印刷工藝中VOCs的排放主要來源于油墨及其稀釋劑、潤版液的使用，特別是溶劑性油墨，相關(guān)研究表明，溶劑性油墨含有50%-60%的有機(jī)性型物質(zhì)，在印刷過程中由于加熱干燥使得這部分有機(jī)溶劑中含有的揮發(fā)性有機(jī)物不斷釋放出來，繼而轉(zhuǎn)化VOCs排放出來，而上墨面積較大、墨層較厚的印刷品會(huì)排放更多的VOCs。在覆膜工藝中則是由于大量的粘合劑的使用，在加熱加壓的過程中使得VOCs排放出來，造成空氣污染。在上光工藝中VOCs的排放主要來源于上光涂料的使用，在流平、干燥、壓光過程中受熱釋放少量的VOCs。在燙金工藝中，由于借助一定的壓力與溫度，使得粘膠層中的有機(jī)溶劑，在受熱中起到粘結(jié)作用的同時(shí)釋放出VOCs。

結(jié)合生產(chǎn)工藝過程可以看出，印刷企業(yè)的VOCs排放的主要來源于使用的原輔材料，即油墨及其稀釋劑、潤版液、清洗劑、膠黏劑、覆膜膠、上光油、復(fù)合膠等，在生產(chǎn)過程中均會(huì)釋放出VOCs。特別是油墨的使用，經(jīng)相關(guān)研究表明，約50%的VOCs來源于印刷工藝中的油墨使用。

2 ?印刷企業(yè)VOCs治理技術(shù)淺析

目前，印刷行業(yè)對VOCs控制措施主要分為源頭控制和末端治理，在源頭控制方面，首要措施是調(diào)整原料配方或采用環(huán)保產(chǎn)品替代，另一方面是進(jìn)行工藝技術(shù)改進(jìn)，即將相關(guān)設(shè)備更新為水性柔性版印刷、數(shù)字印刷等清潔生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備，或采用密封的儲(chǔ)存溶劑設(shè)備、溶劑管道輸送系統(tǒng)、自動(dòng)油墨傳送系統(tǒng)、潤版液循環(huán)凈化系統(tǒng)和自動(dòng)清洗系統(tǒng)，以提高設(shè)備部件的自動(dòng)化和密封程度，從而減少VOCs的排放;而在末端治理方面，主流技術(shù)包括燃燒法（催化、熱力、蓄熱）、吸附法、生物法等及其組合工藝技術(shù)，處理效率都能達(dá)到85%以上。相關(guān)研究表明，大部分企業(yè)都會(huì)選擇末端治理技術(shù)，而其中有90%的企業(yè)選擇了燃燒法。以下是各主流技術(shù)的介紹。

2.1 燃燒法

燃燒法主要是高溫加熱來加快VOCs的化學(xué)反應(yīng)速度。熱力燃燒主要是使用輔助燃料使溫度提高到 VOCs氣體足以完全氧化為CO2、H2O、N2 等無害組分對應(yīng)的溫度，通常為540～820℃。而催化燃燒是在催化床層的作用下，加熱使廢氣中的VOCs被氧化分解成CO2、H2O。催化表面為無火焰燃燒，安全性好，燃燒溫度僅200- 450℃，輔助燃燒消耗少，對廢氣中可燃組分濃度和熱值要求低，燃燒過程幾乎不產(chǎn)生NOX。

2.2 吸附法

吸附法去除有機(jī)物是利用比表面積大，具有多孔結(jié)構(gòu)的活性炭、碳纖維、沸石等吸附劑，將有機(jī)物分子截留，當(dāng)廢氣通過吸附床時(shí)，有機(jī)物就被吸附在孔內(nèi)，使氣體得到凈化。吸附法主要適用于風(fēng)量大、濕度低、溫度低、濃度小于 5000ppm的VOCs氣體的回收處理。VOCs吸附效果的影響因素很多，吸附劑本身的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、VOCs的分子結(jié)構(gòu)、外界環(huán)境的溫度、濕度及共存污染物等都會(huì)影響吸附法的工藝性能。

2.3生物法

生物法處理VOCs廢氣是在適宜的環(huán)境條件下，附著在濾料介質(zhì)中的微生物利用廢氣中的有機(jī)成分作為碳源和能源進(jìn)行掛膜，將有機(jī)物分解成 CO2、H2O，進(jìn)而有效地去除廢氣中的VOCs組分。常見的VOCs生物處理技術(shù)有生物洗滌法、生物過濾法和生物滴濾法。生物處理法在處理大風(fēng)量、低濃度VOCs方面具有處理成分多樣，無二次污染，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢，但其缺點(diǎn)是占地面積大。

2.4組合工藝

它們的組合工藝主要是吸附--蒸餾、吸附濃縮--蓄熱燃燒、吸附濃縮--催化燃燒等方法，而結(jié)合成本和順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，在末端治理中能實(shí)現(xiàn)能源回收與利用有著廣闊的應(yīng)用前景，因此出現(xiàn)了轉(zhuǎn)輪濃縮+高溫蓄熱燃燒（RTO）+熱能利用技術(shù)、LEL并聯(lián)減風(fēng)增濃+旋轉(zhuǎn)式RTO等將節(jié)能、減排和循環(huán)利用結(jié)合起來的處理技術(shù)。

3 ?印刷企業(yè)VOCs治理方案實(shí)例分析

以筆者參與過的某印刷企業(yè)清潔生產(chǎn)審核項(xiàng)目為例進(jìn)行分析，重點(diǎn)介紹該項(xiàng)目清潔生產(chǎn)審核方案中VOCs治理效果提升改造項(xiàng)目的內(nèi)容以及實(shí)施后取得的環(huán)境效益。

某印刷企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品為包裝印刷品，主要的污染物來自于包裝印刷生產(chǎn)過程。經(jīng)調(diào)研，企業(yè)包裝印刷品的生產(chǎn)的主要工序包括了制版、膠印、凹印、絲印、鐳射轉(zhuǎn)移、燙金、凹凸、模切、橫切、裁切等，通過預(yù)審核分析，VOCs產(chǎn)生的主要工序如下圖。

企業(yè)印刷的主要設(shè)備有2臺(tái)凹印機(jī)，2臺(tái)膠印機(jī)和1臺(tái)絲印機(jī)，由于行業(yè)技術(shù)上的限制，在印刷過程中仍會(huì)使用大量的油墨，導(dǎo)致排放的廢氣中VOCs的含量較高，經(jīng)測算，廢氣總排放量為11萬m3，VOCs濃度約為600mg/m3。企業(yè)原先采用活性碳吸附處理 VOCs ，根據(jù)監(jiān)測實(shí)測計(jì)算，VOCs的處理效率約為85%?；钚蕴嘉窖b置日常維護(hù)工作量大，吸附效率會(huì)因?yàn)榛钚蕴康氖褂么螖?shù)越多而變得越低，并會(huì)產(chǎn)生危廢;同時(shí)面對國家、行業(yè)對環(huán)保排放的更高要求，此方法的VOCs 減排效果距離相關(guān)要求仍些許差距，有必要進(jìn)行全新升級改造。通過清潔生產(chǎn)審核小組的討論和研究，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況，擬采用轉(zhuǎn)輪濃縮+高溫蓄熱燃燒（RTO）+熱能利用技術(shù)，來處理廢氣中的 VOCs。

轉(zhuǎn)輪濃縮+高溫蓄熱燃燒（RTO）+熱能利用技術(shù)主要的處理過程是印刷生產(chǎn)線各個(gè)排風(fēng)一起進(jìn)入混風(fēng)箱，混合均勻;混風(fēng)箱內(nèi)的廢氣通過兩臺(tái)并聯(lián)的風(fēng)機(jī)分別抽出，經(jīng)過表冷器降溫，過濾器過濾，然后進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)行吸附，吸附后的潔凈氣體直接排放;同時(shí)廢氣當(dāng)中的一小部分被脫附風(fēng)機(jī)引出來對轉(zhuǎn)輪進(jìn)行冷卻，冷卻后的氣體通過煙氣換熱器進(jìn)行升溫，然后入沸石轉(zhuǎn)輪再次進(jìn)行脫附;兩股脫附后的高濃度廢氣合并到一起進(jìn)入 RTO 進(jìn)行燃燒;燃燒室內(nèi)的高溫?zé)煔獬槿∫徊糠謿怏w對沸石轉(zhuǎn)輪的脫附氣進(jìn)行加熱，降溫后的一部分煙氣和 RTO 排風(fēng)的廢氣混合，通過新風(fēng)換熱器預(yù)熱部分新風(fēng)給凹印機(jī)風(fēng)箱使用，節(jié)約印刷機(jī)運(yùn)行費(fèi)用，降溫后的煙氣通過煙囪達(dá)標(biāo)排放。

項(xiàng)目實(shí)施后企業(yè)通過污染物進(jìn)行再次監(jiān)測，VOCs的去除率達(dá)到了96%，按照廢氣總排放量為11萬m3，VOCs濃度約為600mg/m3進(jìn)行計(jì)算，年 VOCs的減排量達(dá)到了81.312t，而改造后熱回收可以輸出4000 m3，50℃的熱風(fēng)給凹印風(fēng)箱使用，以年均溫度25℃測算，預(yù)計(jì)可輸出熱能365kW，預(yù)計(jì)可節(jié)約電能176.6 萬元。這個(gè)方法不僅能夠高效地去除 VOCs，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的減排目標(biāo)，還能在最大限度得回收熱量，也避免了危廢的產(chǎn)生，符合國家當(dāng)前的環(huán)保政策。

4 ?結(jié)語

VOCs的污染控制在源頭控制方面，首要措施是調(diào)整或替換原料配方，從而減少強(qiáng)毒性VOCs的使用，其次是改良工藝，如提高設(shè)備部件的自動(dòng)化和密封程度來減少VOCs的逸散。在末端治理方面，包含了吸附回收、催化燃燒、熱力焚燒、生物等方法。而鑒于目前，大多數(shù)企業(yè)都選擇了末端治理的燃燒法，結(jié)合實(shí)際和時(shí)代的發(fā)展，運(yùn)用能實(shí)現(xiàn)能源回收與利用的治理技術(shù)有著更廣闊的空間，比如案例中的轉(zhuǎn)輪濃縮+高溫蓄熱燃燒（RTO）+熱能利用技術(shù)，燃燒后產(chǎn)生的熱量可用來預(yù)熱未經(jīng)燃燒氣體。

隨著我國對 VOCs治理的重視越來越深，即使目前我國對印刷企業(yè) VOCs的處理的技術(shù)規(guī)范還在制定中，且對 VOCs大類排放源仍沒有嚴(yán)格的限制，但治理 VOCs的態(tài)勢仍刻不容緩，無論是政府還是企業(yè)都應(yīng)加大力度研究治理的技術(shù)，逐步向更節(jié)能、更高效的方向發(fā)展。

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作者簡介：鄭婕（1990-），女，廣東汕頭人，助理工程師，主要從事清潔生產(chǎn)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)，節(jié)能監(jiān)察，節(jié)能管理等工作。