广东省印刷行业挥发性有机化合物废气治理技术指南

广东省印刷行业挥发性有机化合物废气治理技

术指南

标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

环 境 保 护 技 术 文 件 广东省印刷行业挥发性有机化合物

废气治理技术指南

广东省环境保护厅2013-11-12发布 2013-11-15实施

目次

前言

为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》，加快建设环境技术管理体系，确保环境管理目标的技术可达性，增强环境管理决策的科学性，提供环境管理政策制定和实施的技术依据，引导污染防治技术进步和环保产业发展，广东省环境保护厅组织制定污染防治治理指南等技术指导文件。

本指南可作为印刷行业建设项目环境影响评价、工程设计、竣工验收及运营管理等环节的技术依据，是提供各地市环保部门、治理企业以及印刷企业使用的指导性技术文件。

本指南为首次发布，将根据环境管理要求及技术发展情况适时修订。

本指南起草单位：广东环境保护工程职业学院。

本指南由广东省环境保护厅解释。

1 总则

适用范围

本指南适用于使用热固型油墨的平版印刷企业、使用醇溶性油墨的柔版印刷企业、凹版印刷企业及使用溶剂型油墨的孔版印刷企业，其他印刷企业可参照本指南开展挥发性有机化合物（VOCs）治理。

编制依据

本指南以印刷行业VOCs排放特征为基础，充分考虑现有治理技术的发展水平、适用范围和实际应用情况，结合我国现有VOCs污染防治技术政策、广东省印刷行业挥发性有机化合物排放标准和地方相关政策，严格按照指导文件编制。

本指南编制过程中，参考了如下法律、法规、相关政策、标准等文件，具体包括：

[1]《中华人民共和国环境保护法》

[2]《中华人民共和国大气污染防治法》

[3]《重点区域大气污染防治“十二五”规划》

[4]《挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策》

[5]《建设项目环境保护设计规定》

[6]《建设项目环境保护管理条例》

[7]《广东省大气污染防治行动方案》

[8]《广东省珠江三角洲大气污染防治办法》

[9]《广东省珠江三角洲清洁空气行动计划》

[10]《关于珠江三角洲地区严格控制工业企业挥发性有机物（VOCs）排放的意

见》

[11]《广东省珠江三角洲地区大气污染防治“十二五”规划2013年度实施方

案》

[12]《广东省建设项目环境保护管理条例》

[13]《广东省建设项目环境保护管理规范（试行）》

[14]《吸附法工业有机废气治理工程标准规范》（HJ 2026-2013）

[15]《催化燃烧法工业有机废气治理工程标准规范》（HJ 2027-2013）

[16]《环境保护产品技术要求工业废气吸附净化装置》（HJ/T 386-2007）

[17]《环境保护产品技术要求工业废气吸收净化装置》（HJ/T 387-2007）

[18]《环境保护产品技术要求湿法漆雾过滤净化装置》（HJ/T 388-2007）

[19]《环境保护产品技术要求工业有机废气催化净化装置》（HJ/T 389-

2007）

[20]《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》（DB44/815-2010）

[21]《》（HJ/T 1-92）

[22]《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）

[23]《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）

[24]《环境标志产品技术要求凹印油墨和柔印油墨》（HJ/T371-2007）

[25]《环境标志产品技术要求胶印油墨》（HJ/T370-2007）

术语和定义

挥发性有机化合物

在101325Pa标准大气压下，任何沸点低于或等于250℃的有机化合物，简称VOCs。油墨

由作为分散相的色料和作为连续相的连结料组成的一种稳定的粗分散体系，在印刷过程中被转移到承印物上着色的物质。

热固型油墨

指符合以下条件的印刷油墨：

(1)用于配有烘干箱或者烤箱的连续式卷筒轮转印刷机；

(2)其油份受热挥发后变干或定形，再以冷凝卷筒使油墨凝结。

醇溶性油墨

以醇溶性合成树脂、溶剂及颜料组成的油墨。

溶剂型油墨

以有机溶剂作为主要溶剂的油墨。

UV固化油墨

紫外光固化油墨，能在紫外线照射作用下瞬间固化的油墨。

EB固化油墨

电子束固化油墨，能在电子束照射作用下瞬间固化的油墨。

复合

指使用胶粘剂，将不同的基材通过压贴粘合形成二种或多种材料的组合的一种印后加工方式。

治理效率

指治理设施捕获污染物的量与处理前污染物的量之比，以百分数表示。计算公式如下：

式中：

η——治理设施的治理效率，％；

C

、C2——治理设施进口、出口污染物的浓度，mg/m3；

1

Q

、Q sn2——治理设施进口、出口标准状态下干气体流量，m3/h。

sn1

2 生产工艺及VOCs排放

印刷是使用印版或其他方式将原稿上的图文信息转移到承印物上的工艺技术，按分类主要包括出版物印刷、包装物印刷和其他印刷品印刷，按承载物分为纸及纸板印刷、金属印刷、塑料印刷等。

印刷工艺主要有平版印刷、凸版印刷（如柔版印刷）、凹版印刷和孔版印刷。不同印刷工艺的VOCs来源和排放方式基本相同：VOCs来源于所使用的油墨及稀释剂（印刷不透气承印物需添加稀释剂，如金属印刷、塑料印刷）、复合用胶粘剂（仅限于部分存在复合工艺的印刷企业）及设备清洗剂，可能的排放途径有：油墨调配过程溶剂挥发、印刷过程油墨溶剂挥发、烘干阶段、复合过程及设备清洗过程等。

印刷生产工艺流程及主要VOCs产生环节如图1所示：

图1 印刷生产工艺流程及主要VOCs产生环节

平版印刷工艺及VOCs排放

平版印刷（平印）又称为胶版印刷（胶印），其特征是印版的图文着墨部分和空白部分几乎在同一平面上。

平版印刷企业所使用的油墨包括溶剂型油墨、植物大豆油墨，UV固化油墨和水性油墨，其中溶剂型油墨挥发性有机化合物含量较高，是平版印刷企业主要的VOCs排放源。此外，平版印刷在生产过程中所使用的有机溶剂型洗车水及润版液等也是VOCs排放源之一。

凸版印刷工艺及VOCs排放

凸版印刷（凸印）的图文部分处于一个平面，明显高于空白部分，印版着墨时，油墨附着在印版的凸起部分，并在压力作用下转移到承印物上。传统的凸版印刷采用铜锌版，目前逐渐被柔版印刷（柔印）代替，采用软质的树脂印版。

柔版印刷通常用于产品包装印刷，对于色彩要求不高的瓦楞纸包装箱产品一般使用水性油墨，几乎不存在VOCs排放；而对于色彩鲜艳的薄膜制品则一般使用醇溶性油墨，印刷过程产生VOCs污染。

凹版印刷工艺及VOCs排放

凹版印刷（凹印）的印版滚筒上空白部分高于印刷图文部分，并且高低悬殊，空白部分处于同一平面或同一曲面上。印版上凹陷的图文部分形成网穴容纳油墨，通过滚筒压印，使印版滚筒上的图文印迹转移到承印物表面。

凹版印刷广泛应用于包装和特殊产品印刷领域，适用于薄膜、复合材料及纸张等介质，通常使用低粘度，高VOCs含量的油墨，印制过程产生大量的VOCs，且成分复杂。孔版印刷工艺及VOCs排放

孔版印刷（也称丝网印刷、丝印）是将真丝、尼龙或金属丝编织成网，将其紧绷于网框上，采用手工刻膜或光化学制版的方法制成网版，网版上非图文部分被涂布的感光涂层封住，只留下图文部分的网孔可以透过油墨。印刷时，先在网版上涂墨，再用橡皮刮板在网版上轻刮，油墨透过网版，转移到放置在网版下的承印材料上。

孔版印刷VOCs主要来源于油墨及清洗剂，使用溶剂型油墨时VOCs排放浓度相对较高。

复合工艺及VOCs排放

复合工艺是指使用胶粘剂将不同的基材通过压贴粘合形成二种或多种材料的组合的一种印后加工方式。包含干式复合、湿式复合、挤出复合、热熔复合等工艺，其中干式复合工艺需要使用大量的胶粘剂和稀释剂，VOCs排放量较大，且成分单一。

印刷工艺与含VOCs原辅材料及VOCs排放特征见表1。

表1 印刷工艺与VOCs排放特征

3 印刷行业VOCs防治技术

工艺过程VOCs防治技术

工艺过程VOCs防治技术指采用无VOCs或低VOCs的原辅材料、先进的生产工艺，或者完善的废气收集及治理系统等方法在生产过程中减少VOCs污染。

控制原辅材料VOCs含量

控制原辅材料VOCs含量旨在推行使用低VOCs或无VOCs的环保油墨、胶粘剂以及清洗剂等原辅材料使用，从工艺的开端减少原辅材料的VOCs含量，达到VOCs减排目的。目前环保型原辅材料主要有以下几种：

①辐射固化油墨，如UV固化油墨和EB油墨。此类油墨有机溶剂含量极低，使用过程几乎不排放VOCs。UV固化油墨可用于平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷以及喷墨印刷的各个领域，适用的承印物有纸张、塑胶、电路板、铝箔等。

②水性油墨：指以水为主要溶剂的油墨，主要应用于柔版印刷与凹版印刷。目前我国出版领域凹版印刷基本采用水性油墨，但软包装领域仍然大量使用溶剂型油墨。

③植物基油墨：以植物油代替石油系溶剂型油墨中的矿物油，目前使用最多的是大豆油墨，广泛用于平版印刷。

④水性胶粘剂：以水为主要溶剂的胶粘剂，可用于除蒸煮袋之外的食品、烟、酒及药品包装的复合工艺，目前已在国内少数企业得到应用。

此外，采用适用于高速轮转平版印刷机的无醇或低醇润版液、专用油墨清洗剂（W/O 乳液型）也可降低印刷行业VOCs排放量。

根据以上各类原辅材料的应用特点，我省印刷企业可结合自身生产工况，按照表2列出的措施，从生产过程控制VOCs排放。

表2 广东省印刷行业VOCs废气源头控制措施

密封原料供应系统

采用密闭容器和管道调配、输送原料，减少原料贮存、配制及供应过程VOCs逸散。

建立VOCs废气收集系统

建立印刷、烘干和复合工序废气收集系统，增加VOCs废气的捕集率，减少无组织排放。

单张印刷企业应将车间密封，轮转印刷企业、金属印刷企业和凹印印刷企业应在所有VOCs排放点设立废气收集装置，保证VOCs废气捕集率不低于95%。

VOCs废气治理技术概述

工业固定污染源VOCs废气治理技术可分为回收和销毁两种方式。

回收是通过物理的方法，改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机气相污染物，主要有吸附、吸收、冷凝及膜分离法。回收的挥发性有机物可以直接或经过简单纯化后返回工艺过程再利用，以减少原料的消耗，或者用于有机溶剂质量要求较低的生产工艺，或者集中进行分离提纯。

销毁主要是通过化学或生化反应，用热、光、催化剂和微生物等将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害或低毒害的无机小分子化合物，主要治理技术有直接焚烧、蓄热式直接焚烧、催化燃烧、蓄热式催化燃烧、生物法、光催化氧化、等离子体破坏等。吸附法

吸附法是利用吸附剂（如活性炭、活性炭纤维、分子筛等）对废气中各组分选择性吸附的特点，将气态污染物富集到吸附剂上后再进行后续处理的方法，适用于低浓度有机废气的净化。典型工艺流程如图2所示。

图2 吸附法处理VOCs废气工艺流程图

吸附法适用于处理各类印刷工艺的VOCs废气，但需要及时更换吸附剂，以保证治理设施的治理效率。设备初次投入成本较低，但运行费用较高，且产生危险固废。

吸附法通过原位再生手段，可与其他技术联用，如吸附-冷凝回收法，吸附-催化燃烧法等，提高治理效率，大大减少耗材成本和危险固废产生量。

吸附-冷凝回收法

吸附-冷凝回收法是利用吸附剂将废气中的有机物富集，饱和后用高温氮气、水蒸气、电加热等方法对吸附剂进行脱附再生，吸附剂再生后可循环利用，脱附出的有机物通过冷凝、油水分离等工艺分离回收，可实现资源的二次利用。

吸附-冷凝回收法具有治理效率高、吸附剂可循环利用、具有一定的经济效益以及适用面广等特点。其缺点是处理设备庞大，需要较高的设备投入，当处理体系中含有烟、粉尘、油等物质时，废气必须经过预处理；污染物种类复杂时，回收后的溶剂需要进一步处理才能使用。适用于VOCs废气组分单一，有回收价值的工艺废气。

目前常用的吸附剂再生技术有水蒸气再生、热气流（空气或惰性气体）再生及加热-降压再生。典型的水蒸气脱附再生-冷凝回收法工艺流程如图3所示。

图3 水蒸气再生-冷凝回收法处理VOCs废气工艺流程图高温水蒸气直接与活性炭接触并加热炭层，吸附的VOCs在高温下被脱附随水蒸气一同排出，脱附后的气体经冷凝、油水分离等过程回收有机溶剂。此工艺的缺点是产生含有机物的废水，需进一步处理达标后排放。

若采用热气流为脱附介质可避免产生含有机物废水，但在高温条件下，炭层与富集后的脱附气存在引燃风险。

加热-降压再生法一般使用水蒸气间接加热炭层，避免炭层温度过高，可有效降低炭层引燃风险，并通过降压手段提高脱附效果，但设备初次投入成本较大。

吸附-冷凝回收法适用于VOCs浓度≥1000mg/m3的有机废气，适宜温度为0~45℃，单套装置适用气体流量范围为 m3/h，可用于处理使用溶剂型胶粘剂的复合车间产生的VOCs 废气。吸附-冷凝回收设施的安装与运行需满足《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2026-2013）。

热力氧化法

热力氧化法包括直接焚烧、蓄热式直接焚烧、催化燃烧和蓄热式催化燃烧。直接焚烧法燃烧时温度约为700℃，持续处理需要废气中VOCs浓度较高，印刷工艺一般难以满足该条件；蓄热式直接焚烧法是采用直接换热的方法将燃烧尾气中的热量蓄积在蓄热体中，高温蓄热体直接加热待处理废气，具有良好的节能效果；催化燃烧法是将废气通过催化剂床层，在催化剂作用下使有机废气燃烧达到去除废气中有害物质的方法，由于催化剂的存在，催化燃烧的起燃温度约为250～300℃，能耗远比直接焚烧法低，也较易实现；蓄热式催化燃烧法通常利用蜂窝状的陶瓷体作为蓄热体，将催化反应过程所产生的热能通过蓄热体储存并用以加热待处理废气，充分利用有机物燃烧所产生的热能。与常规催化燃烧法相比，蓄热式催化燃烧法可以大大降低设备能耗，主要应用于处理较低浓度（一般在500~3000mg/m3之间）的有机废气。

热力氧化法与吸附法结合，可用于处理大风量、低浓度的VOCs废气，典型的吸附-催化燃烧法工艺流程如图4所示。低浓度VOCs废气经吸附器吸附-脱附后变为高浓度VOCs废气，再经催化燃烧装置处理后达标排放，产生的热能可回收利用。

图4 吸附-催化燃烧法处理VOCs废气工艺流程图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o76l.html