包裝印刷行業(yè)是VOCs排放的重點行業(yè)之一?!犊諝赓|量持續(xù)改善行動計劃》提出,優(yōu)化含VOCs原輔材料和產品結構。實施源頭替代工程,加大包裝印刷低(無)VOCs含量原輔材料替代力度等要求,為行業(yè)從“頭”管控VOCs、實現(xiàn)綠色蛻變明確了方向。
目前,在包裝印刷行業(yè)推行源頭替代政策有哪些挑戰(zhàn)?對于企業(yè)而言,實施低(無)VOCs含量原輔材料替代面臨什么樣的投入成本?又將獲得何種綠色利好?
包裝印刷行業(yè)VOCs有哪些主流減排手段?
包裝印刷行業(yè)的特性決定了其成為涉VOCs污染防治的監(jiān)管“大戶”。這源自于行業(yè)生產過程中使用的原輔材料大都含VOCs。包括油墨、膠粘劑、稀釋劑、清洗劑、潤版液、光油、涂料等。
因而,VOCs排放主要來自含VOCs原輔材料的儲存、調配、轉移輸送,以及印刷、潤版、烘干、清洗、上光、覆膜、復合、涂布等工序和含VOCs危險廢物的貯存。周洋毅介紹,以浙江省為例,包裝印刷行業(yè)VOCs排放量達到6.8萬噸,約占全省工業(yè)源VOCs排放量的11%。
細分到各種印刷工藝,涉VOCs排放的工序也不同。其中,采用凹版印刷工藝的塑料、紙包裝印刷VOCs主要產生于印刷和復合工序,金屬包裝印刷VOCs主要產生于印刷和涂布工序,采用平版印刷工藝的紙包裝印刷VOCs主要產生于潤版和清洗工序。
如何控制包裝印刷的VOCs排放?
目前主流的控制手段主要包括源頭削減、過程控制和末端治理。
源頭削減包括使用符合國家標準的水性油墨、膠印油墨、能量固化油墨、水基型膠粘劑、本體型膠粘劑、水基型清洗劑、半水基型清洗劑,以及水性光油、水性涂料、無/低醇潤版液等低VOCs含量原輔材料進行替代。
除了原輔材料替代外,在滿足產品功能的前提下盡量減少圖文部分覆蓋比例、印刷色數(shù)及墨層厚度亦屬于源頭控制措施之一。
過程控制應按GB 41616、HJ 1089等標準和指南要求做好儲存、調配、轉移輸送、印刷、潤版、烘干、清洗、上光、覆膜、復合、涂布等過程中的無組織廢氣排放控制。
我們更提倡油墨使用量大的企業(yè)選擇大桶包裝油墨、自動調配、管道輸送等方式,減少無組織排放。
末端治理應根據(jù)廢氣產生特點選擇合理高效廢氣治理設施,如溶劑型凹版印刷、溶劑型凸版印刷、干式復合及涂布的烘干工序產生的有組織廢氣,宜采用減風增濃技術,配套吸附+冷凝、吸附+燃燒或燃燒等工藝進行處理;間歇式、小風量廢氣及工藝過程中產生的無組織廢氣,宜采用活性炭吸附/旋轉式分子篩吸附濃縮+RTO/CO或活性炭吸附等工藝進行處理。
印刷企業(yè)綠色轉型和成本投入矛盾何解?
目前在平版印刷和柔版印刷的源頭替代相對較為成熟和普及,塑料軟包裝凹版印刷的源頭替代相對滯后,目前主要還是在印刷圖案相對簡單的產品上應用,或者針對白墨進行替代。
“印刷行業(yè)實施源頭替代工程這項工作推進并不容易。” 一位基層生態(tài)環(huán)保工作者提及相關工作時評價。
工作推進面臨挑戰(zhàn)背后原因何在?
如果單純從原料成本來看,相同品牌相同型號的低VOCs原輔材料單價往往會比溶劑型貴10—30%,但可以省去稀釋劑的費用,因此不會對企業(yè)生產成本造成明顯經濟影響。
在產品研發(fā)及后續(xù)配套的改造升級所帶來的投入往往是影響印刷企業(yè)綠色轉型的矛盾所在。一是企業(yè)無法獲得滿足產品質量需求的低VOCs含量原輔材料,水性油墨在塑料軟包裝印刷中容易產生附著力差、與膠粘劑兼容性差、不耐高溫蒸煮等方面的問題,雖然隨著技術進步以上問題逐步被解決,但是企業(yè)往往需要進行大量比對試驗或者專門為其開發(fā)適宜的產品。
同時,由于源頭替代是個系統(tǒng)性的工作,原輔材料的更換往往需要配套生產設備的改造、印版的重制、烘干設備的改造等,前期投入成本較大,企業(yè)在現(xiàn)存生產模式穩(wěn)定運行的前提下,往往缺少開展替代的動力。
另一方面,一些源頭替代例如改用水性油墨后,由于水的揮發(fā)速度遠低于溶劑的揮發(fā)速度,生產速度會下降,對于企業(yè)而言就是效益的損失。
這一背景下,如何提升企業(yè)源頭替代的積極性?
以浙江省試點推行低(無)VOCs含量原輔材料替代企業(yè)豁免揮發(fā)性有機物末端治理相關政策舉例,企業(yè)替代后達到豁免末端治理設施要求,則可以給企業(yè)節(jié)約大量治理設施的建設和投入費用,根據(jù)企業(yè)規(guī)模及治理設施類型,可以節(jié)約幾十萬到幾百萬不等。
對于中小企業(yè)而言,無法承擔RTO等高效治理設施投入及運行費用的,選擇源頭替代可以大大降低生產成本;
對于已有完善配套治理設施的大型印刷企業(yè),重新去改造生產線及治理設備雖然會導致較大的成本投入。但目前,中央生態(tài)環(huán)境資金對于開展源頭替代的項目給予一定的資金補助,另外浙江省溫州市、臺州市等地均開展了針對源頭替代項目財政資金補助的探索。
柔版印刷技術或成印刷行業(yè)發(fā)展重要趨勢
目前,除低(無)VOCs含量原輔材料替代外,印刷企業(yè)還有哪些先進生產工藝可以選擇?
除原輔材料替代外,還有自動橡皮布清洗技術、零醇潤版膠印技術、共擠出復合技術等可降低VOCs排放的生產工藝,以及采用柔版印刷+水性油墨來替代凹版印刷+溶劑型油墨。
我國生產的油墨當中溶劑型油墨占了56%以上,且主要應用于凹版印刷。在對生產效率和印刷精美度過度追求的背景下,凹版印刷+溶劑型油墨一直在我國印刷行業(yè)中占據(jù)主導地位,而在美國、歐洲等地區(qū),柔版印刷的占比達70%以上。
隨著柔版印刷技術的發(fā)展,無論從生產效率、生產成本、印刷效果等方面均可達到甚至超過凹版印刷,也是印刷行業(yè)發(fā)展的一個重要趨勢。
來源:中國環(huán)境 浙江省生態(tài)環(huán)境科學設計研究院大氣環(huán)境研究所高級工程師周洋毅