环境保护综述及印刷行业VOCs

环境保护综述及印刷行业VOCs

环境保护综述及印刷行业VOCs 篇1

分析造成当前大气污染严重的原因，客观上与我国仍处于快速工业化中后期、经济发展方式粗放、产业结构和能源结构不尽合理以及不利气象条件有关；主观上也反映出我国大气污染防控能力薄弱，大气环境法制、体制和机制建设亟待加强。未来一段时期，是中国全面建成小康社会的关键时期，工业化、城镇化将继续快速发展，煤炭消费量和机动车保有量仍将快速增长，大气污染防治工作将面临前所未有的压力。

1大气污染源

大气污染源是指大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害的场所，设备和装置。按污染物质的来源可分为天然污染源和人为污染源。

1、天然污染源

1)火山喷发：排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物。

2)森林火灾：排放出CO、CO2、SO2、NO2、HC等。

3)自然尘：风砂、土壤尘等。

4)森林植物释放：主要为萜烯类碳氢化合物。

5)海浪飞沫：颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐。

在某些情况下天然源比人为源更重要，有人曾对全球的硫氧化物和氮氧化物的排放作了估计，认为全球氮排放中的93%，硫氧化物排放中的60%来自天然源。

2、人为污染源

人类的生产和生活活动是大气污染的主要来源。通常所说的大气污染源是指由人类活动向大气输送污染物的发生源。大气的人为污染源可概括为四方面：

燃料燃烧 工业生产过程 交通运输 农业活动

燃料燃烧：煤、石油、天然气等燃料的燃烧过程是向大气输送污染物的重要发生源。煤是主要的工业和民用燃料，它的主要成分是碳，并含有氢、氧、氮、硫及金属化合物。煤燃烧时除产生大量烟尘外，在燃烧过程中还会形成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有机化合物及烟尘等有害物质。火力发电厂、钢铁厂、焦化厂、石油化工厂和有大型锅炉的工厂、用煤量最大的工矿企业，根据工业企业的性质、规模不同，对大气产生污染的程度也不同。家庭炉灶排气是一种排放量大、分布广、排放高度低、危害性不容忽视的空气污染源。

工业生产过程排放：工业生产过程中排放到大气中的污染物种类多、数量大，是城市或工业区大气的重要污染源。工业生产过程中排放废气的工厂很多。例如，石油化工企业排放二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、氮氧化物；有色金属冶炼工业排出的二氧化硫、氮氧化物以及含重金属元素的烟尘；磷肥厂排出氟化物；酸碱盐化工工业排出的二氧化硫、氮氧化物、氯化氢及各种酸性气体；钢铁工业在炼铁、炼钢、炼焦过程中排出粉尘、硫氧化物、氰化物、一氧化碳、硫化氢、酚、苯类、烃类等。总之，工业生产过程排放的污染物的组成与工业企业的性质密切相关。

交通运输过程中排放：汽车排气已构成大气污染的主要污染源。机动车的发展速度很快，1950年全球机动车保有量为7000万辆，1996年增长到7.1亿辆。汽油车排放的主要污染物是：CO，NOX，HC和铅(如果使用含铅汽油)；柴油车排放的污染物主要有NOX，PM(细微颗粒物)，HC，CO和SO2。同发达国家相比，我国机动车污染物排放量相当惊人。以日本东京为例，90年代东京拥有机动车400万辆，而CO和NOX的排放量基本稳定在10万t和5万t左右，而北京市1995年机动车仅为100万辆，CO和NOX的排放量却高达97.2万t和9.8万t。

农业活动排放：农药及化肥的使用，对提高农业产量起着重大的作用，但也给环境带来了不利影响，致使施用农药和化肥的农业活动成为大气的重要污染源。田间施用农药时，一部分农药会以粉尘等颗粒物形式散逸到大气中，残留在作物上或粘附在作物表面的仍可挥发到大气中，进入大气的农药可以被悬浮的颗粒物吸收并随气流向各地输送，造成大气农药污染。关于化肥在农业生产中的施用给环境带来的不利因素，正逐渐引起关注。例如，氮肥在土壤中经一系列的变化过程会产生氮氧化物释放到大气中；氮在反硝化作用下可形成氮（N2）和氧化亚氮（N2O）释放到空气中，氧化亚氮不易溶于水，可传输到平流层，并与臭氧相互作用，使臭氧层遭到破坏。大气污染治理技术

1.脱硫技术

控制SO2排放的工艺按其在燃烧过程中所处位置 可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三种脱硫工艺。燃烧前脱硫主要是洗煤、煤的气化和液化。就燃烧中脱硫的型煤和循环流化床燃烧来说, 燃用型煤比直接燃用原煤既节煤又干净。

燃烧后烟气脱硫是当前世界唯一大规模商业化应用的脱硫方式, 是控制SO2污染和酸雨的主要技术手段。而烟气脱硫被认为是控制SO2认最行之有效的途径。烟气脱硫主要有湿法、半干法、干法和硫氮联脱法等。目前世界上采用烟气脱 硫系统最多的国家为美国、日本和德国。其中, 湿式石灰石-石青法、喷雾干操法、炉内喷钙尾部增湿活化(LIFAC与LIMB）法、荷电干式喷射脱硫(CD SI)法是工艺成熟、应用较广的烟气脱硫方法。2.脱氮技术

NOx排放控制技术大致可分为二类, 即改进燃烧技术减少NOx 的产生和烟气中去除NOx。在SOX/NOX的联合脱除技术中,一类是脱硫技术和脱氮技术的组合, 其中一种工艺的原理是在省煤器后喷人钙基吸着剂脱除SO2, 在布袋除尘器的滤袋中悬浮有SCR催化剂并在气体进布袋除尘器前喷人NH3 以去除NOx 示范脱氮率达90%,脱硫率大于80%。另一种技术的工艺原理是以SCF 去除NOx,SO2催化氧化为SO3, 在降膜冷凝中与凝结水合为硫酸, 示范脱氮率达94%,脱硫率为95%。另一类SOX/NOX联合脱除技术是利用吸附剂同时脱除SOX和NOX, 小试已达到脱氮、脱硫率90%左右。第三类技术是类似的干法可再生工艺。发达国家在脱氮方面目前主要采取在大型燃煤锅炉上安装低氮燃烧器,使氮氧化物排放降低40%左右。除尘技术 在传统除尘方面, 中国已经研究并开发了多种实用有效的技术, 我国90%的火电站装了除尘器,平均除尘效率达90% ,但其中静电除尘(除尘效率达96%)仅占总教的12 %。新建大型电站靠高烟囱(210米以上)扩散, 扩散效果虽不差, 可减轻附近城市的空气污染, 但不能解决地区的污染向题。由于受资金不足的制约, 我国大型嫌煤锅炉仅配备3-4个电场的电除尘器,加之国产除尘设备运行不稳定, 控制性能差, 实际排放浓度往往高于现有标准。相比之下, 欧洲、美国、日本的大型电站燃煤锅炉都配备5个甚至更多电场的高效静电除尘器或多室的布袋除尘器,除尘效率高达99.9%以上,实际排放浓度都低于标准要求。我国目前的总体平均除尘效率在95%左右,只相当于发达国家20世纪70年代的水平。目前, 国外烟气净化技术比较成熟,而且先进。我国应该与国外合作, 学习借鉴国外先进技术经验。另一方面, 当务之急是发展我国自己的烟气净化技术及产业逐步实现烟气净化设备的国产化。

4机动车污染控侧技术和光化学污染研究

通过多年的研究和开发,国外提出了以控制汽油车气态污染物为主的三元催化技术和以控制柴油车细粒子排放为主的净化技术, 其中前者已经比较成熟, 而后者则存在着一些技术问题,开发遇到一定困难。尽管如此, 发达国家在机动车尾气排放控制方面已经做出很大成绩, 机动车排放系数往往只有中国的l0%或更低。目前,国外正在进行极低排放甚至零排放的机动车尾气净化技术的开发, 机动车尾气净化技术的发展迅猛。为解决汽车尾气污染问题，我国已攻克了催化净化器产业化关键技术和柴油机颗粒物排放净化技术。最近，我国研制成功一种新的自动补气尾气净化装置，它几乎能净化尾气中的全部一氧化碳和碳氢化合物，对NOx也有降低作用。印刷行业VOCs主要来源

近年来中国印刷业保持持续稳步增长，已成为继美国、日本、欧盟之后的全球第四大印刷市场，为中国经济的快速发展做出了积极的贡献。同时，印刷过程中使用大量的原辅材料油墨、清洗剂、稀释剂、润版液、粘合剂等，其有机溶剂含量高，是印刷行业VOCs 排放的主要来源，有机溶剂极易挥发到环境中，造成向大气中排放了众多VOCs，污染大气环境和危害人体健康。目前印刷行业多为无组织排放，治理设施普及率低，存在生产管理不完善等情况。通过研究印刷行业VOCs 的排放特征，为制定地区空气质量保障方案做充分的准备，具有十分重要的意义。

众所周知, 含有VOCs的印刷材料, 是印刷VOCs放的重要来源之一。但是, 不同干燥原理的胶印、柔 印、凹印以及网印油墨中VOCs 含量究竟如何, 哪种印刷材料的VOCs含量最大,需要准确的研究。（1）印刷油墨VOCs 含量及分析

凹印油墨的VOCs含量最大,溶剂型柔印油墨次之,胶印油墨的VOCs含量相对较小。油墨由颜料、连结料以及助剂组成,VOCs主要来自连结料中的的溶剂和作为助剂的稀释剂中所含的挥发性有机化合物,包括芳香芳类、醇类、酮类和脂类化合物。目前我国凹印油墨中溶剂型油墨仍是主流,其中使用有机溶剂的约占40%-70%。一般，在印刷时要向油墨中添加30%-70%的有机溶剂,因此VOCs含量会比较髙。塑料印刷所使用的溶剂型柔印油墨,由于含有醋酸乙烯和丙基醇等有机溶剂, 因此VOCs 含量也比较高。在胶印油墨中，单张纸胶印油墨voc含量比较低，而热固型轮转胶印油墨的voc含量最大，其次是冷固型轮转胶印油墨，最小的是uv胶印油墨。这是因为轮转胶印油墨中含有大量的高沸点有机溶剂, 这些溶剂在印刷产生热量作用下会向外排放VOC。而UV胶印油墨的固化过程是一个高分子交联过程，通过光固化反应从液态变成固态,整个反应过程中溶剂挥发非常少。

(2)印刷辅助材料中VOCs含量。

胶印中使用的润版液和洗车水中VOCs 含量相当高。印刷中VOCs治理技术

美国、日本、欧盟主要对使用溶剂型油墨、胶黏剂的工艺废气进行处理，如热固轮转胶印、软包装凹印、软包装柔印、出版物凹印和软包装复合工艺，污染控制技术包括源头控制和末端治理２类。

在源头控制技术方面，首要措施是调整原料配方或采取环保产品替代。美国EPA在RACT技术指南中专门提出了配方建议，如胶印工艺用润版液中醇类含量应低于1.6％；醇类含量高于3％时，须于15.5℃下冷存；或采用5％含量的乙二醇醚类替代物或无醇润版液；清洗剂要求20℃时蒸汽压低于10ｍｍ汞柱或VOCS含量低于70％。另一源头控制措施是进行工艺技术改进。将相关设备更新为水性柔性版印刷、无水胶印、数字印刷等清洁生产技术设备，或采用密封的储存溶剂设备、溶剂管道输送系统、自动油墨传送系统、润版液循环净化系统和自动清洗系统，以提高设备部件的自动化和密封程度，从而减少VOCS的逸散。