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凹印廢氣濃度的確定
(1)取決于兩個參數,即外排總風量和外排總溶劑量。凹印廢氣總風量比較好確定,無變頻控制,一般總風量約為主風機銘牌的70%,但好請專業實測。一般凹印企業都很不清楚廢氣的濃度,筆者理解,一般會在0.5~3.0g/m3,由于該濃度是整個RTO項目啟動基礎的數據,凹印企業必須自己搞清楚并反復驗證。
(2)基于凹印特點,其廢氣風量、濃度都會大幅變化,而任何第三方檢測只是檢測了某一個產品某一刻的廢氣排放數據,有很大隨機性和不確定性,只能作為簡單參考。目前即便是有資質的第三方檢測,廢氣濃度數據都普遍偏小,有時會小5~10倍。
(3)廢氣濃度檢測建議使用FID,即火焰離子化檢測儀(flame ionization detector),又稱氫焰離子化檢測器。這個檢測儀的檢測數據非常準,建議凹印企業等生產穩定后,請第三方如SGS或具備FID檢測能力的RTO廠等來做時段檢測,同時再和自己同時段生產工藝記錄和油墨、溶劑耗用數據進行核對,要基本一致才可以。
(4)搞清楚廢氣濃度較穩妥的辦法,是根據自己的工藝和投料耗用量去測算,可采用多重核算,其一是用年數據,年產平方米數、年投入的油墨和溶劑總量、以及年開機時間、結合風量等,計算出年排放廢氣平均濃度;其二是特地安排幾個典型產品,以班為單位,跟蹤班產量、班投料量、結合風量等,計算出班單一產品排放廢氣平均濃度。
(4)外排廢氣中總溶劑量,也可以通過產品的平方米、克重,如濕重減去干重測算。筆者建議可以按照每累計一個滿版,每平方米產品揮發到烘箱外排的溶劑按照4g來計算(這個不含無組織地排,地排通常會占到總量的15%~40%)。
(5)如外排廢氣濃度較低,如在1.0g/m3以下,首要先減風增濃,否則RTO投資會太大,并且一旦RTO運行起來,能耗也很高。
RTO主要選配
(1)高溫旁通。減風后,一定會存在廢氣濃度較高的情況,過高濃度的熱量必須要有高溫旁通泄放才能確保RTO安全。
(2)廢液噴頭。考慮今后將回收溶劑燒掉,回收熱量。
(3)同步監控。建議在車間或工程部加設。
(4)短信報警。RTO一般無人值守,有異常時要能立刻報警。
(5)遠程監控。好有手機APP,隨時可以監控,尤其運行的早期。
(6)在線監測。政府會針對排污量大的企業逐步提出要求,凹印企業排污大,如1條凹印線,年產值2000萬元,治理前VOCs年排放一般約在200噸,所以減排必須要做,但目前在線監測價格昂貴,每套約20~40萬元,使用維護復雜。并且對于凹印,如采取RTO等治理措施后,排放達標、穩定,總體可控,不必要配備。
(7)氣源質量。要考慮配備RTO專用空壓機、儲氣罐以及吸干機,在天氣寒冷區域,戶外RTO用壓縮空氣里面不能有水,否則氣動部件會凍住,在寒冷區域建議配備-40℃的吸干機。
(8)風道部分設置負壓保護和應急排放。
RTO運行后問題
(1)做好記錄。要記錄RTO運行基礎數據,如耗電、耗氣、運行時間以及投產設備數量和產量等,并每月做能耗分析。
(2)定期維護。要有專門人員按照RTO廠家要求,對設備定期維護、保養。
(3)關于環境稅。合格的RTO運行后,由于去除率高,對環境稅單價較高區域,可大幅減少環境稅,同時有益于保證工廠排污總量指標。此外,環境稅核算會用到第三方檢測報告,但報告是檢測廢氣某一刻的數值,其數值大小有很大不確定性,用這個時刻的去除量再乘以全年工時,去計算全年去除量,將遠會低于實際值,從而會大幅增加交納環境稅(在三部委文件中約定的這個計算方法很不合理)。為避免這種情況,在第三方檢測時,入口濃度一定要符合實際,在RTO達標保證下,越大越好。
(4)運行中。如果訂單不飽和、經常停產,在停產期間,不建議采用保溫模式,可直接停爐,第二天重新升溫。
(5)運行能耗。如果凹印不減風或減風效果不好,RTO能耗將非常巨大。但如果訂單連續,廢氣濃度增濃很高,還能持續保證余熱回用,能耗就不大或可忽略。
(6)排放總量指標??偭砍瑯艘矔P款,需要重視并盡量控制。如2020前包裝印刷要推行排污許可證,對于年使用溶劑稀釋劑10噸及以上的要納入重點管理;如天津對印刷廢氣風量大于6萬,或者排放速率大于2.5kg/h的要求安裝在線監測等。
余熱回用
(1)如果凹印訂單長期穩定、開機率高,產品的上墨量大,進入RTO的廢氣濃度可以連續、長期、穩定、大于4.0g/m3以上才建議考慮。
(2)余熱部分的換熱器、管網、保溫等也要有投資建設,并且有運行、維護費用,需要提前統籌考慮。
(3)嚴寒地區要考慮管網熱損,一般管網消耗會到總熱量的20%~30%。如廢氣風道沒有保溫,戶外嚴寒下,管網較長,廢氣溫度進到RTO可能到-15攝氏度以下。
(4)如果凹印企業本身烘箱烘干能耗不大,如只是進行PE印刷或主流產品都是小版面上墨印刷等,不建議做。
(5)余熱回用建議采用回收熱水,并好再結合太陽能、空壓機余熱、熟化室、谷電蓄熱等,全廠冷熱統籌考慮。
(6)低溫余熱回用制冷,目前市場有50℃低溫余熱回用的設備,是可以產生冷氣的吸附式制冷機,可以考慮在夏季將余熱變成冷氣用(包括空壓機余熱)。
(7)如果工廠有溶劑回收或者有蒸餾塔可以回收混合溶劑,可以考慮安裝溶劑廢液噴射裝置,將回收溶劑噴入RTO進行燃燒,將熱量統一回收。

對RTO的總體認識
基于當前國內環保政策要求、市場治理技術發展以及各種治理設施較終用戶使用反饋等,筆者認為,對于RTO應該逐漸建立如下總體認識。
01守法經營必須配
在目前嚴苛的環保壓力下,對于絕大多數凹印企業來說,基于廢氣排放穩定達標的要求,主排風廢氣末端RTO治理已大勢所趨,RTO已成為凹印企業重要的設備之一。其一旦出現故障,會影響到整個工廠運轉。預計未來3~5年,RTO將成為凹印企業的標配,目前如天津、山西、廊坊等地官方對活性炭、等離子、光解單一治理技術說不,可以預見,很多過渡治理技術將很快退出凹印治理市場。
02達標排放時時開
目前形式下,RTO一旦投入,一定會被要求長期運行,同時凹印行業做為VOCs重點整治行業,隨時會面臨環保檢查、督查,一旦出現問題,可能會立即面臨諸如十萬元起步的罰款、較低3個月的限停產,甚至會被要求停業、關閉。
03常年使用慎重選
一般RTO設計壽命都在20~30年,作為每天都要開的設備,并且是無人值守設備,能保證排放穩定達標、品質安全可靠、低耗長期運行非常重要。建議在考察RTO時,選擇有長期印刷運行案例的RTO供應商。之前我們考查時,國內較早用于印刷的RTO是2003年TANN的。需要警惕的是,有明顯低價的RTO,其安全和達標風險都很大,一定不要選用。
04RTO自身耗能高
RTO本身就是高耗能,如3萬風量的RTO開啟,其進出口溫差約30℃,單純加熱3萬風量、升溫30攝氏度能耗約344kW(按96%熱效率簡單計算),再加上RTO本身散熱約40kW,這兩項合計即是RTO的自維持能耗,約等于工廠2~3臺凹印機烘箱烘干熱源能耗。只要開啟RTO,就要先承擔這個能耗,不管其是來自天然氣,還是廢氣中溶劑燃燒。RTO運行后,在常規減風、目前凹印工況下,3萬風量的RTO運行費用每天約為500~3000元,6萬風量RTO每天1000—5000元,15萬風量RTO每天約10000元。
05綠色生產為自己
上RTO是綠色生產的必然需求,也體現了凹印企業的社會責任,為社會更是為自己。同在屋檐下,期待碧水藍天就要實在減排,并且隨著今后環保要求排污自動監測、預警,并平臺聯網、社會公示等措施的實施,不環保的企業也無法生存。
06余熱回用更節能
基于凹印設備制造商對新烘箱的改進和優化,以及市場串、并聯減風,一臺10色凹印機如能保證連續訂單,其產品平均上墨量約1.5個滿版以上、1米幅寬、160m/min的速度、1萬風量,在保證安全和產品品質下,廢氣濃度約3.0~6.0g/m3,高速機可以到10.0~15.0g/m3(溶劑在60~120kg/h),要有這么多溶劑外排,RTO才有燃料保障自身高溫維持,再將余熱回用到凹印烘箱,甚至車間供暖和制冷等。
07異味難題待解決
減風或凹印現場封閉后,一般凹印現場異味和安全風險會比以前明顯增加,如何有效統籌控制比較困難,這牽涉到建筑設計、工廠布局、暖通、凈化等,以及印刷機上墨設計、烘箱設計、現場封閉和氣流組織等,只有相關方都統籌一致,才可能取得好的效果。目前廣東環葆嘉節能科技有限公司做了很多的嘗試,預期可以解決。
08源頭治理任務重
目前,水墨、UV、EB等凹印源頭治理技術發展非常迅速,但尚未形成主流;對于存量市場大量溶劑型印刷和干復,目前基本靠凹印企業自主治理,其推動力遠遠不夠。筆者認為:
(1)需要政府深度管理,戰略層面引導、指導、規范行業發展,規范包裝及治理等市場亂象,如資質方檢測普遍不準,很多治理設施排放不達標還投用等;
(2)需要凹印企業真正重視環保,踐行從源頭到末端全過程控制污染;
(3)需要終端品牌商一起面對環保,其包裝設計的源頭要基于排污較小化。這在于終端品牌商的選擇,凹印之所以是重點排污,主要由于其上游客戶,即終端品牌商要求提供的包材在加工時污染大、不環保;
(4)每個消費者要通過手中的購買選擇權優先購買綠色包裝、綠色品牌,政府、協會、媒體等也要加大綠色包裝的宣傳;
(5)凹印減風是全行業的難題,需要相關組織、協會、設備制造商甚至政府相關部門等,共同主導和統籌。