包裝印刷行業是VOCs排放的重點行業之一。《空氣質量持續改善行動計劃》提出,優化含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,為行業從“頭”管控VOCs、實現綠色蛻變明確了方向。
目前,在包裝印刷行業推行源頭替代政策有哪些挑戰?對于企業而言,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VOCs有哪些主流減排手段?
包裝印刷行業的特性決定了其成為涉VOCs污染防治的監管“大戶”。這源自于行業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VOCs排放量達到6.8萬噸,約占全省工業源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。
“印刷行業實施源頭替代工程這項工作推進并不容易。” 一位基層生態環保工作者提及相關工作時評價。
工作推進面臨挑戰背后原因何在?
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,因此不會對企業生產成本造成明顯經濟影響。
在產品研發及后續配套的改造升級所帶來的投入往往是影響印刷企業綠色轉型的矛盾所在。一是企業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,但是企業往往需要進行大量比對試驗或者專門為其開發適宜的產品。
同時,由于源頭替代是個系統性的工作,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,企業在現存生產模式穩定運行的前提下,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,由于水的揮發速度遠低于溶劑的揮發速度,生產速度會下降,對于企業而言就是效益的損失。
這一背景下,如何提升企業源頭替代的積極性?
以浙江省試點推行低(無)VOCs含量原輔材料替代企業豁免揮發性有機物末端治理相關政策舉例,企業替代后達到豁免末端治理設施要求,則可以給企業節約大量治理設施的建設和投入費用,根據企業規模及治理設施類型,可以節約幾十萬到幾百萬不等。
對于中小企業而言,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,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,中央生態環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發展重要趨勢
目前,除低(無)VOCs含量原輔材料替代外,印刷企業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中占據主導地位,而在美國、歐洲等地區,柔版印刷的占比達70%以上。
隨著柔版印刷技術的發展,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,也是印刷行業發展的一個重要趨勢。
來源:中國環境 浙江省生態環境科學設計研究院大氣環境研究所高級工程師周洋毅