广东省印刷行业挥发性有机化合物废气治理技术指南Word格式.docx

1、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

2、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气体参数测量和采样的固定位装置（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）1.3 术语和定义1.3.1 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。1.3.2 油墨由作为分散相的色料和作为连

3、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。1.3.3 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。1.3.4 醇溶性油墨以醇溶性合成树脂、溶剂及颜料组成的油墨。1.3.5 溶剂型油墨以有机溶剂作为主要溶剂的油墨。1.3.6 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。1.3.7 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。1.3.8 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

4、。1.3.9 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：治理设施的治理效率，；C1、C2 治理设施进口、出口污染物的浓度，mg/m3；Qsn1、Qsn2 治理设施进口、出口标准状态下干气体流量，m3/h。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

5、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2.1 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

6、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。2.2 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。2.3 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

7、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。2.4 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

8、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。2.5 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排放特征工艺类型主要含VOCs原辅材料VOCs排放特征VOCs特征污染物平版印刷溶剂型油墨、植物大豆油墨，UV固化油墨和水性油墨印刷与干燥过程排放，使用溶剂型油墨，VOCs排放浓度较高，其他类型油墨，

9、VOCs排放浓度较低异丙醇、乙醇、丁醇、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲苯等凸版印刷醇溶性油墨、水性油墨、UV固化油墨印刷过程排放，使用水性油墨，VOCs排放浓度较低；使用醇溶性油墨，VOCs排放浓度高醇类凹版印刷溶剂型油墨、水性油墨印刷与干燥过程排放VOCs，使用溶剂型油墨，VOCs排放浓度较高；使用水性油墨，VOCs排放浓度较低酮、醇、醚、酯和芳烃类孔版印刷溶剂型油墨、水性油墨、UV油墨印刷与洗版过程排放VOCs，使用溶剂型油墨，VOCs排放浓度较高；复合胶粘剂、水性胶粘剂复合过程排放VOCs，使用溶剂型胶粘剂VOCs，排放浓度高；使用水性胶粘剂，VOCs排放浓度较低乙醇、乙酸乙酯3 印刷行业

10、VOCs防治技术3.1 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。3.1.1 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：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

11、，适用的承印物有纸张、塑胶、电路板、铝箔等。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。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。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

12、，从生产过程控制VOCs排放。表2 广东省印刷行业VOCs废气源头控制措施生产工艺含VOCs原辅材料承印物可替代原辅材料预期减排效果类型VOCs含量热固型油墨2535%纸张、塑胶、电路板、铝箔等UV固化油墨1015%1060%烟、酒、食品、药品包装盒等EB固化油墨（或低VOCs含量油墨）02%2370%纸张大豆油墨020%7100%润版液1220%低（无）酒精润版液05%75100%柔版印刷醇溶性油墨约50%瓦楞纸箱，水性油墨约5%约90%EB固化油墨96100%溶剂型油墨约70%约93%97100%3075%6090%溶剂型胶粘剂约80%纸品与BOPP等水性胶粘剂约10%87.5%3.1.2

13、 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。3.1.3 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%。3.2 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

14、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。3.2.1 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

15、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。3.2.2 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

16、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

17、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045，单套装置适用气体流量范围为10000-150000 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）。3.2.3 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

18、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250300，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

19、处理较低浓度（一般在5003000mg/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废气工艺流程图平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷企业的印刷工艺段均可使用吸附-催化燃烧法，适宜处理温度为045，VOCs浓度范围为100-2000mg/m3的有机废气，单套装置适用气体流量范围为10000-180000m3/h。该治理技术的安装与运行需满足吸附法工业有机废气治理

20、工程技术规范（HJ 2026-2013）和催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范（HJ 2027-2013）。3.2.4 低温等离子体法低温等离子体法是通过高压放电，获得低温等离子体，即产生大量高能电子、离子和自由基等活性粒子可与各种污染物如CO、HC、NOx、SOx、H2S、RSH等发生作用，转化为CO2、H2O、N2、S、SO2等无害或低害物质，从而使废气得到净化。等离子体反应器几乎没有阻力，系统的动力消耗非常低；装置简单，反应器为模块式结构，易于搬迁和安装；不需要预热时间，可以即时开启与关闭；所占空间较小；抗颗粒物干扰能力强，对于油烟、油雾等无需进行过滤预处理。但要将不同的化学键打开，需

21、要的能量不同，特别是对于混合气体的净化，有些分子容易被破坏并被彻底氧化，而有些分子则不易被破坏或者只是降解而未被彻底氧化，可能产生二次污染。低温等离子体工艺流程如图5所示。图5 低温等离子体法处理VOCs废气工艺流程低温等离子体法适用于排放低浓度VOCs（500mg/m3）的印刷企业，主要用于平版印刷、凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷企业印刷工序有机废气的处理，要求废气排放温度80，单套装置适宜气体流量范围为1000-60000m3/h。企业可根据实际排风量和污染物浓度选择低温等离子体治理设备。一般情况下，根据VOCs浓度不同，每10000m3/h风量的废气，等离子体治理设施的功率为2050KW。

22、当废气VOCs或流量较大时，可通过多套设备串联（并联）处理，必要时可在低温等离子体设施前安装水喷淋等废气预处理设施。3.2.5 冷凝法冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的性质，降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸汽状态的污染物从废气中冷凝分离出来的方法。冷凝法适用于高浓度有机废气的净化，经过冷凝后尾气仍然含有一定浓度的有机物，需进行二次低浓度尾气治理。3.2.6 吸收法吸收法是利用相似相溶原理，采用低挥发或不挥发液体为吸收剂，使废气中的有害组分被吸收剂吸收，使VOCs从气相转移到液相中，从而达到净化废气的目的。吸收法适用于处理高压、低温、高浓度的VOCs废气，设施运行费用低，但吸收

23、剂需定期更换，产生的废水需处理达标后排放或作为危险废物处理。3.2.7 膜分离法膜分离法是利用天然或人工合成的膜材料分离污染物的过程。该法是一种新型的高效分离方法，适合处理高浓度的有机废气。其基本的工艺过程为：有机废气首先进入压缩机压缩后冷凝，回收冷凝的有机物。不凝气进入膜分离单元分离为两股气体，低浓度气体直接排放，高浓度气体返回压缩机重新进行处理。3.2.8 生物法生物法指利用附着在反应器内填料上的微生物将废气中的污染物转化为简单的无机物（CO2、H2O和SO42等）和微生物细胞质的方法。该方法具有处理成本低、无二次污染的特点，在国内外得到了迅速发展，尤其适合于低浓度、大气量且宜生物降解的气

24、体。3.2.9 光催化氧化法光催化氧化法主要是利用人工紫外线灯管产生的真空紫外光来活化光催化材料，氧化吸附在催化剂表面的VOCs。真空紫外光（波长200nm，VUV）光子能量高，光催化材料在紫外光的照射下产生电子和空穴，激发出“电子-空穴”（一种高能粒子）对，进而生成极强氧化能力的羟基自由基（OH）活性物质，羟基自由基（OH）是光催化反应的主要活性物质之一，羟基自由基的反应能高于有机物中的各类化学键能，如：C-C、C-H、C-N、C-O、H-O、N-H等，因而能迅速有效地分解挥发性有机物，再加上其它活性氧物质（O，H2O2）的协同作用，其净化恶臭气体的效果更为迅速。光催化氧化与电化学、O3、超

25、声和微波等技术耦合可以显著提高对有机物的净化能力。目前光催化氧化法存在反应速率慢、光子效率低、催化剂失活和难以固定等缺点，在工业VOCs的净化中还未大规模应用。3.3 印刷行业VOCs治理技术推荐综合分析各项技术的优缺点和使用范围，结合广东省印刷行业VOCs排放特征，企业可采取的VOCs治理技术如表3所示。表3 印刷行业VOCs治理技术推荐治理技术单套装置适用气体流量范围 （m3/h）适用VOCs浓度范围 （mg/m3）适宜废气温度范围 （）适用生产工艺吸附法1000-600002000-45各类印刷工艺蓄热式直接焚烧法4000010001/4LEL700各类印刷工艺和使用溶剂型胶粘剂的复合工

26、艺吸附-冷凝回收法10000-1500001000-66250使用溶剂型胶粘剂的复合工艺吸附-催化燃烧法10000-180000100-2000低温等离子体法50080光催化氧化法1000-80000100090备注：LELVOCs组分的爆炸极限下限 根据印刷行业工艺特点及VOCs排放特征不同设定了六种典型工况，如表4所示，在此条件下对上述治理技术进行环境效益和经济成本分析。表4 评价工况设定使用热固型油墨的平板印刷使用醇溶性油墨的柔版印刷丝网印刷覆膜水基油墨废气风量（m3/h）1000040000废气中VOCs浓度（mg/m3）1002000VOCs成分分析异丙醇含量接近60%，其余主要成分为醇、烷烃类乙醇、异丙醇等成分复杂，包括丁酮、甲基异丁基酮、甲苯、异丙醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯芳烃、异佛尔酮、醚类主要为乙酸乙酯年运行时间（h）5000印刷工艺和复合工艺由于产生的废气量、废气浓度和组成差别较大，对治理技术的要求不同，因此将按不同工艺对治理技术的环境效益和经济成本分开评价。印刷工艺采用的吸附法以颗粒活性炭作为吸附剂为例，低温等离子体法以电晕放电技术为例，结果如表5所示。表5 印刷工艺废气典型VOCs治理技术的环境效益和成本分析吸附催化燃烧法初次投入成本（