VOCs治理是一個(gè)艱辛的過程，相信國內(nèi)大部分軟包裝企業(yè)在VOCs治理過程中走了不少彎路，也嘗盡了酸甜苦辣，這個(gè)過程只有真正嘗試并堅(jiān)持下來的企業(yè)才有真實(shí)感悟，我公司就是這樣。

浙江誠信包裝材料有限公司始建于1998年，總部位于著名的觀潮圣地浙江海寧，是一家以包裝印刷為主，集復(fù)合、吹膜、制袋、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造于一體的綜合型國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，同時(shí)也是中國包裝印刷行業(yè)龍頭企業(yè)。我公司十分重視技術(shù)創(chuàng)新，擁有多項(xiàng)技術(shù)發(fā)明專利，是浙江省省級(jí)技術(shù)研發(fā)中心和浙江省軟包裝產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心。

隨著我公司不斷發(fā)展壯大，凹印生產(chǎn)線逐漸增多，產(chǎn)生的VOCs也與日俱增，在采取VOCs治理措施之前，據(jù)統(tǒng)計(jì)我公司凹印生產(chǎn)每年排放的VOCs達(dá)5000多噸，如果再加上復(fù)合生產(chǎn)排放的廢氣，每年的廢氣排放量在1萬噸以上，如此大的廢氣排放量，如果不加以合理整治，將會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

于是，自2009年起，我公司就開始了VOCs治理之路，通過不斷的嘗試與探索，如今也取得了一些成績和收獲，本文將對(duì)此進(jìn)行分享，期望能給行業(yè)人士帶來一些借鑒和啟發(fā)。

VOC治理歷程

我公司的VOCs治理之路大致可分為3個(gè)階段。

第一階段：2009～2010年

自2009年起，我公司便投入巨資開始實(shí)施綠色安全化生產(chǎn)，當(dāng)時(shí)國內(nèi)廢氣治理技術(shù)主要是活性炭吸附脫附技術(shù)和燃燒技術(shù)，考慮到燃燒技術(shù)會(huì)產(chǎn)生新的環(huán)境污染問題，即碳排放，以及循環(huán)利用的方式能對(duì)環(huán)境更加友好，最終我公司選擇了活性炭吸附脫附技術(shù)，全面實(shí)施“廢氣、廢液回收循環(huán)利用”節(jié)能減排清潔生產(chǎn)項(xiàng)目，自此踏上了綠色化生產(chǎn)之旅。

VOCs經(jīng)過處理后，最終能生成干凈的氣體排向大氣，當(dāng)活性炭飽和之后，可以用高溫氮?dú)膺M(jìn)行脫附，脫附后的有機(jī)廢氣經(jīng)過冷凝之后形成液態(tài)有機(jī)溶劑。據(jù)了解，目前活性炭吸附脫附技術(shù)是軟包裝凹印企業(yè)VOCs末端治理的主要應(yīng)對(duì)方式。

第二階段：2010～2013年

2010～2013年，這4年間，我公司投資近億元建成了3期大型活性炭有機(jī)廢氣處理項(xiàng)目，分別為：2010年投入1800萬元建成第一期，2011年投資2400萬元建成第二期，2013投入2400萬元建成第三期。3期工程建成之后，每年大約可處理80萬m³/h的VOCs。2013年，我公司又全面啟動(dòng)了單一溶劑油墨的使用，這項(xiàng)措施更有利于有機(jī)溶劑的收集和再利用。

第三階段：2014～2015年

2014～2015年，經(jīng)過前期大量的研究與摸索，我公司自主完成了有機(jī)廢氣回收循環(huán)利用項(xiàng)目，能極大提高廢氣回收的效率。近年來，我公司又增加了有機(jī)溶劑的處理項(xiàng)目，大大降低了有機(jī)溶劑的使用成本。

VOCs治理感悟

在VOCs治理過程中，我們遇到了很多難題和問題，在解決難題的過程中，我們也有很多感悟，尤其是針對(duì)所用技術(shù)總結(jié)了很多認(rèn)識(shí)，主要涉及到以下幾個(gè)方面。

1.關(guān)于活性炭

(1)活性炭吸附效率下降。隨著使用時(shí)間的增加，活性炭的吸附效率會(huì)大打折扣，新的活性炭吸附效率可以達(dá)到95%，使用1～2年后，其吸附率就會(huì)下降到60%～70%。

(2)要想達(dá)標(biāo)排放，必須頻繁更換活性炭，而更換下來的活性炭屬于危險(xiǎn)固體廢物，需委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行有償無害化處理，這大大增加了VOCs回收的成本。

2.關(guān)于回收溶劑

由于傳統(tǒng)凹印采用的是溶劑墨，所以凹印工序回收來的有機(jī)溶劑屬于混合溶劑，而且還會(huì)產(chǎn)生比較多的副產(chǎn)物，不能直接使用。在處理凹印排放廢氣時(shí)，以下問題較為常見。

(1)酸化

在溶劑脫附過程中，脂類溶劑會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，其中最具代表性的是乙酸(CH3COOH)，其沸點(diǎn)為117.9℃，是一種無色且?guī)в写碳ば詺馕兜囊后w。軟包裝凹印工藝溫度一般在40～80℃，在生產(chǎn)過程中容易造成乙酸溢出現(xiàn)象，導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)境的惡化，同時(shí)酸性溶劑還會(huì)加快對(duì)凹印設(shè)備的腐蝕，給企業(yè)帶來嚴(yán)重的問題。

(2)異味、變色

異味有兩方面，一方面是軟包裝本身，比如，上文提到的乙酸，在生產(chǎn)過程中容易殘留在軟包裝產(chǎn)品中生成異味;另一方面是溶劑本身，因?yàn)檐洶b凹印過程需采用大量的混合溶劑，經(jīng)過活性炭吸附、脫附后，回收的溶劑往往含有未知成分，導(dǎo)致回收溶劑出現(xiàn)異味和變色。

3.關(guān)于危廢物

在對(duì)回收溶劑進(jìn)行提純的過程中，往往還會(huì)新增污染物，比如，脫酸脫色產(chǎn)生廢水、固廢和未知成分的高沸點(diǎn)刺激性溶劑。

4.關(guān)于安全性問題

VOCs治理環(huán)節(jié)常常伴隨著高溫高壓，對(duì)操作人員帶來的危害性較大，同時(shí)也會(huì)增加設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作量。

5.人員問題

VOCs末端治理設(shè)備一般比較龐大，需要安排較多的操作人員，正常情況下一般需要6～7人操作。

理想方案的摸索

目前，VOCs末端治理技術(shù)除了活性炭吸附脫附技術(shù)、燃燒技術(shù)外，還有低溫等離子、光降解、生物降解等，低溫等離子、光降解和生物降解技術(shù)在軟包裝凹印行業(yè)還沒有實(shí)際的使用案例。對(duì)比之下，活性炭吸附脫附技術(shù)和燃燒技術(shù)有應(yīng)用案例。就我公司使用的活性炭吸附脫附技術(shù)而言，隨著廢氣處理的要求越來越高，國家環(huán)保政策的力度逐漸加強(qiáng)，該技術(shù)的廢氣凈化率逐漸無法滿足我公司的要求，于是我公司就對(duì)比較主流的VOCs治理技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比(結(jié)果如表1所示)。我們認(rèn)為最理想的VOCs治理方案應(yīng)該具備設(shè)備投資運(yùn)營成本最低、安全性更高、無二次污染物和回收效率高等特點(diǎn)。綜合比較之后，我們最終選擇了沸石輪轉(zhuǎn)濃縮+冷凝技術(shù)，經(jīng)過一段時(shí)間的使用，達(dá)到了不錯(cuò)的治理效果。

1.沸石輪轉(zhuǎn)濃縮+冷凝技術(shù)工藝原理及使用效果

沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+冷凝技術(shù)采用國際先進(jìn)轉(zhuǎn)輪濃縮技術(shù)，結(jié)合廢氣冷凝回收技術(shù)，將吸附技術(shù)和冷凝回收技術(shù)有機(jī)結(jié)合，產(chǎn)品集成度高，可將成分單一、回收價(jià)值高、大風(fēng)量、中高濃度的有機(jī)廢氣經(jīng)過吸附→脫附→冷凝過程回收為高價(jià)值的溶劑，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源再利用。

(1)工藝原理

有機(jī)廢氣經(jīng)預(yù)處理和初步冷凝回收后，進(jìn)入濃縮轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)，濃縮轉(zhuǎn)輪的核心是蜂巢狀轉(zhuǎn)輪，是一種特殊的吸附材料—疏水性沸石，沸石對(duì)VOCs具有較高的吸附能力。沸石吸附VOCs后將干凈氣體排放至大氣，被吸附的VOCs由脫附區(qū)利用高溫脫附，脫附的氣體為高濃度低流量濃縮廢氣，此濃縮廢氣再導(dǎo)入冷凝系統(tǒng)冷凝，可實(shí)現(xiàn)液態(tài)溶劑的回收。

(2)使用效果

目前，我公司在凹印機(jī)上使用沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+冷凝設(shè)備。經(jīng)分析，我公司凹印生產(chǎn)線的廢氣主要成分含有乙酸乙酯、乙酸正丁(丙)酯，異丙醇等，廢氣風(fēng)量為40000m³/h，廢氣濃度為800～1000mg/m³。處理后結(jié)果：出風(fēng)口廢氣濃度<50mg/m³，廢氣處理效率≥95%。

通過計(jì)算，采用沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+冷凝設(shè)備回收溶劑的綜合成本約為5元/kg，即回收每公斤溶劑的綜合花費(fèi)(運(yùn)行費(fèi)用+治理系統(tǒng)折舊費(fèi)用)約5元，回收溶劑的成本依種類不同有所不同，取平均成本約為6元/kg，而VOCs排污收費(fèi)將不低于8元/kg。相比之下，沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+冷凝技術(shù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.技術(shù)優(yōu)勢

(1)安全性

①沸石輪轉(zhuǎn)吸附為物理過程，不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的化學(xué)反應(yīng)。

②廢氣處理過程一般是在常溫或者低溫及常壓狀態(tài)下自動(dòng)運(yùn)行。

③廢氣處理過程中沒有產(chǎn)生火源的可能，設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)也具備阻燃功能。

④自動(dòng)化水平高，操作簡單，在目前各種有機(jī)廢氣治理技術(shù)中最為安全。

(2)環(huán)保性

①VOCs冷凝后變成液態(tài)溶劑后被回收，無需進(jìn)行任何后處理即可直接使用。

②回收過程無二次污染，不產(chǎn)生廢水、廢氣和固廢，真正做到零排放。

③廢氣處理后的排放指標(biāo)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

(3)增效性

①吸附、脫附率高，使原本高風(fēng)量、低濃度的VOCs廢氣，轉(zhuǎn)換成低風(fēng)量、高濃度的廢氣，廢氣濃度濃縮倍數(shù)可達(dá)10～20倍，大大縮小了后處理設(shè)備的規(guī)格，運(yùn)行成本更低。而且回收得到的高純度有機(jī)溶劑可達(dá)到生產(chǎn)所需品質(zhì)，可直接循環(huán)利用到生產(chǎn)中，降低生產(chǎn)成本，獲得較好的投資回報(bào)率。

②設(shè)備占地面積小，自動(dòng)化程度高，人員需要少。

③沸石轉(zhuǎn)輪吸附VOCs所產(chǎn)生的壓降極低，可大大減少電力能耗。

④最大限度兼顧環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，使企業(yè)對(duì)環(huán)保的投入能夠得到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙重回報(bào)，有助于增強(qiáng)企業(yè)的相對(duì)競爭力。