發(fā)布時(shí)間：2017-05-16 06:39

第一章 緒論

近年國內(nèi)陸續(xù)頒布了許多關(guān)于 VOCs 治理政策標(biāo)準(zhǔn)，如表 1.1 所示。各地方也陸續(xù)出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，廣東省是國內(nèi)最早制定印刷業(yè) VOCs 排放標(biāo)準(zhǔn)的省份，2010 年 11 月 1 日起實(shí)行的《包裝印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對印刷車間空間氣體允許濃度進(jìn)行了規(guī)定[19]。2014 年天津市環(huán)境保護(hù)局發(fā)布了《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》，對廠界印刷 VOCs 組份排放進(jìn)行了界定[20]；2015 年 5 月 13 日北京市環(huán)境保護(hù)局發(fā)布了《印刷業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/1201-2015）該標(biāo)準(zhǔn)對印刷生產(chǎn)活動(dòng)中使用的處于即用狀態(tài)的印刷油墨VOCs 含量限值以及印刷生產(chǎn)活動(dòng)中設(shè)備或車間排氣筒排放的 VOCs 濃度作出了相應(yīng)規(guī)定[1]。2015 年 2 月 28 日上海市環(huán)境保護(hù)局發(fā)布了《印刷業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/872-2015），該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了印刷生產(chǎn)過程中使用的即用狀態(tài)印刷油墨的 VOCs 含量限值和大氣污染物排放限值[21]。

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第二章 印刷機(jī)鄰域 VOCs 擴(kuò)散特征研究

2.1 車間 VOCs 擴(kuò)散理論基礎(chǔ)

氣體與液體統(tǒng)稱為流體，流體流動(dòng)主要分為層流與湍流兩種模型。層流狀態(tài)下，建立的流體力學(xué)方程能夠形成封閉方程組，但是湍流情況下，由于使用某種平均（時(shí)間平均或者網(wǎng)格平均等）使得建立的流體力學(xué)方程不能形成閉環(huán)，無法求解計(jì)算，這種情況下需要建立新的未知量，建立模型，使得方程組封閉。根據(jù)雷諾方程（2-7），判定車間 VOCs 為湍流模型。

2.2 車間 VOCs 仿真模擬

印刷車間本身具有大空間建筑的特點(diǎn)，，再加上其內(nèi)印刷設(shè)備散熱量很大、空間溫度高等使得影響其氣流組織的因素多而復(fù)雜，因此通風(fēng)情況尤為重要。模擬車間通風(fēng)情況為低溫送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)[37]將車間分為兩部分，下部視為工作區(qū)，上部視為非工作區(qū)。中部送風(fēng)，下部和上部同時(shí)排風(fēng)，形成兩個(gè)氣流區(qū)，保證下部工作區(qū)達(dá)到空調(diào)設(shè)計(jì)要求，而上部氣流區(qū)負(fù)責(zé)排走非空調(diào)區(qū)的余熱。送風(fēng)溫度為7℃，總送風(fēng)量為 9000m3/h，總排風(fēng)量為 10100 m3/h，如圖 2.2 所示。

第三章 印刷過程 VOCs 在線監(jiān)測方法研究.............17

3.1 車間 VOCs 監(jiān)測方案............ 17
3.2 現(xiàn)場測試............. 21
3.3 不確定度分析.......... 25
3.4 小結(jié)...... 25
第四章 基于 ZigBee 技術(shù)的印刷 VOCs 在線監(jiān)測系統(tǒng)......26
4.1 氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)硬件......... 26
4.2 氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件......... 32
4.3 小結(jié)........ 34
第五章 印刷 VOCs 控制方法研究.....35
5.1 印刷業(yè) VOCs 控制技術(shù).......... 35
5.2 車間環(huán)境對 VOCs 分布影響.... 37
5.3 小結(jié)........... 44

第五章 印刷 VOCs 控制方法研究

5.1 印刷業(yè) VOCs 控制技術(shù)

印刷業(yè) VOCs 來源主要是使用大量的有機(jī)型溶劑，油墨、清洗劑、洗車水等含有大量的 VOCs。具體 VOCs 含量為，塑料里印刷油墨白色 65%、白色以外的油墨 70%，塑料表印油墨 60%，紙質(zhì)凹版印刷油墨 60%，絲網(wǎng)印刷油墨 45%，金屬油墨 45%，商業(yè)輪轉(zhuǎn)印刷油墨 30%，單張紙印刷油墨 5%；膠黏劑 30%；涂布液 40%；潤版液 20%；洗車水 17%。因此提出印刷材料綠色化，降低 VOCs 輸入量。改用環(huán)保型油墨（水性油墨、植物性油墨、光固化油墨、電子束固化油墨、UV 無水膠印油墨），無醇潤版液或者低醇含量潤版液（異丙醇濃度＜5%）、環(huán)保型洗車水、免治理 CTP 板材、使用植物淀粉類型噴類、平裝使用聚氨酯（PUR）型熱熔膠、使用預(yù)涂膜采用水光基膠黏劑、水光基上光油等。為了降低 VOCs 擴(kuò)散，提出通過改進(jìn)工藝方法來減少 VOCs 的產(chǎn)生。常采用的技術(shù)大體分為直接替代、間接替代及機(jī)械式替代的方式，具體如下：（1） 目前原材料存放嚴(yán)格按照要求儲存，建立統(tǒng)一物品存儲區(qū)域，并及時(shí)密封保存，減少 VOCs 揮發(fā)。（2） 采用計(jì)算機(jī)直接制版（CTP）系統(tǒng)和數(shù)字化工藝流程軟件；采用節(jié)省油墨軟件，利用底色去除（UCR）工藝減少彩色油墨用量；制版與沖片清洗水通過過濾凈化循環(huán)等.

5.2 車間環(huán)境對 VOCs 分布影響

目前通過采用以上所述方法，印刷業(yè) VOCs 治理得到了一定的改善，但也存在一定問題。印刷業(yè)管理水平相差較大，采取有效的末端治理設(shè)施較少，且 VOCs捕集效率較低只有 20‐40%。印刷過程仍有大量的 VOCs 堆積在車間內(nèi)部，無法有效排出，無法符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而車間環(huán)境對污染氣體的分布有很大的影響，提出可通過分析印刷環(huán)境進(jìn)一步提高廢氣收集效率，減少 VOCs 的排放。 本文主要從通風(fēng)條件、車間結(jié)構(gòu)以及車間照明三方面進(jìn)行初步分析。采用計(jì)算機(jī) CFD 數(shù)值模擬，基礎(chǔ)理論與軟件設(shè)置同第二章。
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第六章 結(jié)論與展望

研究印刷過程 VOCs 的擴(kuò)散特征并提出監(jiān)測方案，通過改變車間環(huán)境條件有利于 VOCs 的收集，為印刷業(yè) VOCs 的控制提供依據(jù)。具體結(jié)論如下:（1）CFD 技術(shù)對于空間內(nèi)流體的溫度場、濃度場可以很好的仿真模擬。模擬結(jié)果得出印刷 VOCs 主要集中在印刷機(jī)鄰域范圍內(nèi)，印刷機(jī)上方 2m 及左右 2m且呈階梯狀不均勻分布，其主要擴(kuò)散源有印刷色組及收紙臺處。（2）根據(jù)氣體分布特征，提出基于印刷機(jī)鄰域的 VOCs 氣體監(jiān)測，監(jiān)測方案包括環(huán)境測定、定點(diǎn) VOCs 測定及連續(xù) VOCs 測定。并進(jìn)行了現(xiàn)場驗(yàn)證，監(jiān)測了工作日內(nèi)印刷 VOCs 的分布情況，并得出清洗階段車間內(nèi) VOCs 含量最高（3）印刷機(jī)本身是一個(gè)熱源，車間內(nèi)部環(huán)境因素復(fù)雜，對于監(jiān)測設(shè)備有很高的要求。為了能夠有效、快速監(jiān)測印刷過程 VOCs 濃度變化，搭建了基于 ZigBee氣體監(jiān)測系統(tǒng)，并進(jìn)行了現(xiàn)場測試。實(shí)現(xiàn)了印刷過程中復(fù)雜環(huán)境下長時(shí)間、無人值守、多點(diǎn)監(jiān)測、多級警的 VOCs 實(shí)時(shí)監(jiān)測，避免了一般監(jiān)測成本高、線路纏繞不方便攜帶特點(diǎn)。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：369953