4、国外主流解决方案--沸石转轮+RTO     

    国外软包装行业主流的VOCs处理技术是沸石转轮+RTO，烘箱废气与车间环境废气混合，降温、过滤后再经沸石转轮吸附，吸附净化后的废气直接排放。吸附在转轮中的VOCs用热风脱附出来后送RTO热力氧化，分解成为二氧化碳和水，同时释放热量。设计良好的处理系统脱附热量需求可由RTO产生的热量满足，由于降温、过滤、吸附、脱附都有不小风阻，所以主要能耗是风机耗电。

    100公斤溶剂挥发量，按净化效率>90%计算，允许进口废气浓度500mg/立方米，废气总量20万立方米/h

    吸附净化废气排放量18万立方米/h，排放浓度<50mg/立方米，排放速率<9kg/h

    脱附后高浓度废气量2万立方米/h，排放浓度>4550mg/立方米，待处理溶剂量>91kg/h

    转轮系统的投资应该在300万元左右，RTO的投入100万元以上，整套系统的投入连同工程应该超过500万元。系统耗电功率估计300千瓦以上。

    这种解决方案的优势是不需要对工厂内部进行改造，对生产工艺几乎不产生影响。劣势是排放速率不达标，设备投资大，运行费用较高，没有附加经济效益。

    相对于活性炭吸附，转轮性能稳定，性价比更高，这是国外较多采用转轮的原因。     

    中国排放标准、能源价格和资金成本都比国外高，高温高浓度的印刷废气通过单级转轮处理未必能达标，若用双转轮投资及运行费用更加巨大，国情不同导致这种解决方案国内较少运用，早期少数几家大型企业采用后也不堪重负。

    5、中国原创解决方案--ESO+RTO 

    为了找到符合中国国情的软包装行业VOCs末端治理解决方案，中国印工协VOCs治理委员会组织了行业技术攻关，其中环葆嘉原创的ESO+RTO整体解决方案脱颖而出，经过数年的验证及推广运用已经成为软包装行业VOCs末端治理的代表技术。

    ESO是专业的减风增浓设备，不仅能提升生产设备干燥性能并降低生产能耗，还通过热风循环干燥将废气在线浓缩，实现转轮浓缩效果，将废气浓度提升到5000mg/立方米，废气量从20万立方米减到2万立方米。

    ESO的投入仅100万元左右，RTO与国外转轮方案相同，系统投入从500万以上降低到300万以内，仅此一项，ESO的投入产出比就超过300%。由于没有脱附的热量需求，RTO产生的热量可以通过ESO送回印刷机、复合机使用，由此产生的经济效益基本能覆盖RTO的运行费用。再加上没有降温、过滤、吸附、脱附的能耗，相对于国外的转轮方案，ESO+RTO至少节省300千瓦的运行能耗。

    排放浓度达标的同时，由于风量减少，排放速率也低于每小时1公斤，从而全面达标。

    以ESO为代表的减风增浓技术路线大幅度降低了治理设备投入及运行费用，将废气资源化提供免费供热，让环保的投入变成了一种投资，污染治理在环境效益、社会效益和经济效益均有所获， "环保+节能"的成效极大的推动了中国软包装行业的VOCs末端治理。

    几年实践下来，大家也逐步认识到减风增浓技术的不足之处。相对于全部转轮吸附方案，车间排风量从20万下降到2万，车间换气量不足，空气流量流速减小十倍，导致气味问题凸显。尤其是采用非专业的减风增浓设备后，烘箱浓度上升到2克后开始出现减风不增浓，通过烘箱泄漏到车间的溶剂量迅速加大，导致车间环境严重恶化影响操作人员的身体健康。为此，市场上出现了几种不同方向的解决方式。

    5.1 合规方式

    遵守环保部门使用封闭车间生产的要求，在原设计基础上，从提高减风增浓设备性能减少烘箱的泄漏入手，辅以气流组织手段控制车间气体流向，并提升RTO规格加大排风量，从而实现控制车间气味。

    这种方式几乎实现100%减排，比较符合环保部门的要求，但气流组织技术难度较大，实施总体成本相对较高，而且在溶剂挥发量较少时难以在消除气味和降低运行费用间平衡。 

    5.2 变通方式

    采用性能较好的减风增浓设备提高采集率，辅以气流组织手段控制车间气体流向，烘箱废气送RTO燃烧达标处理，至少突现减排70%以上目标。另外增加一个低浓度废气通道并同时排热排湿，让车间通风量增大到合理水平并带走气味。

    这种方式技术难度大幅度下降，能很好解决气味问题，也能满足减排的主要目标。目前很多地区的环保部门关注的重点是有没有燃烧装置，燃烧装置排放是否达标。低浓度废气的排放暂时未作为管控重点，某种程度上默许暂不治理或暂时采用廉价等离子、光氧、光催化等低效方式治理。虽然低浓度废气排放实际未达标，但由于排放的溶剂量较小，RTO有余量，未来整改到达标的难度和代价都不大。

    5.3旁门方式

    变通方式本来是一种保证总体减排目标比较合理现实的路径，低浓度废气通道只是为解决气味问题排放少量溶剂。可惜量变引起质变，不诚信的治理设备企业从中发现了投机取巧的机会，把低浓度废气通道变成旁门，不顾及总体减排的目标，采用低效减风设备，让大量溶剂泄漏到车间后加大无组织风量从旁门排走。

    低效减风设备多减风少增浓，送到RTO处理的溶剂普遍低于40%， RTO的规格大幅下降，从而获得减风设备与RTO双重低价的竞争优势，治理设备企业在以低价争取用户的同时悄悄通过合同规避了自己的责任，给不明就里的软包装企业埋下了一颗闷雷。

    旁门方式采用官民一致认同的燃烧方式，表面上呈现总体治理投入小、燃烧装置排放达标、车间气味小的"竞争优势"，软包装企业大多不清楚其低价的由来和未来要付的代价，所以影响面较大。

    5.4组合方式

    部分拥有环保治理专业人员的大企业对各种技术有清晰的认识，他们既不能接受全部转轮处理的高能耗，也不接受全部靠减风增浓而产生的气味，更不接受偷排的法律风险，所以，综合减风增浓与转轮优势的组合方式自然出现，既能保证排放达标，也能降低运行费用，无疑是更好的解决方案。但实施过程中因为采用了转轮就忽视减风增浓的性能，导致系统性价比并不高，投入依然较大，只有经济实力雄厚的企业才能承担得起，无法满足众多中小企业的需求。

    三、最新的软包装行业VOCs末端治理解决方案

    1、高低分治技术简介

    减风增浓解决高浓度有优势，转轮解决低浓度有优势，两者结合可以形成一种将高低两种浓度废气分别治理的高低分治技术路线，兼顾达标与气味控制的需求，同时还能减少设备投入降低运行费用。

    我们分析整理了高低分治技术路线的底层逻辑，并找到提高性价比的关键，研发出iESO+VTO+转轮的组合技术，推出物美价廉的ESO+3.0解决方案（参见下图）。

    系统由减风增浓设备ESO、气流组织、高浓度处理（VTO、RTO、CTO等燃烧装置）、低浓度处理（转轮吸附）、供热装置中央控制系统EPC组成。ESO富集的高浓度废气直接送VTO燃烧处理，新鲜空气经气流组织系统管控，用于去除气味的低浓度废气排出后经转轮处理后达标排放，脱附的高浓度废气也送VTO处理，VTO可同时产生热水和热风为生产线和脱附供热。

    2、高低分治的预期目标

    治理目标是车间气味达标、密闭生产达标、废气全面达标排放。

    通过不同产品组合对比可以看出，采用高性能的减风增浓装置，可以换取高低浓度处理装置和运行费用的降低，得到高性价比；反之，则会降低性价比。所以必须优先保证减风增浓的投入。

    ESO+RTO收集性能更好，但总体性价比不如ESO+VTO；

    无论是一步到位还是分步实施，ESO+VTO都更有价格优势。

    下表是设定目标和实施步骤不同时，以VTO作为末端治理的投入对比：

    如果不顾及未来，当下虽然少花钱过关，但今后需要重新付出更高代价，经济上并不划算。

    3、高低分治的技术思路与逻辑分析

    高低不分将废气混合后治理，治理成本就会上升，所有废气都成为企业的负担。

    若将废气全部都变成高浓度处理，空气流速过低车间气味问题就难以解决。     

    高低分治和垃圾分类处理的思路一样。高低浓度废气的价值和处理方式完全不同，所以将废气区分为高浓度废气与低浓度废气分别治理，就能以更低的成本解决包括车间气味在内的全面达标问题。

    污染治理的目的是将挥发出来的溶剂分解为无害的二氧化碳和水，溶剂量才是关键，风量、浓度都是过程变量，是治理的参考值不是治理的目的，用实际溶剂量作为标尺来衡量治理效果才直接有效。

    高浓度废气是有利用价值的能源，浓度越高供热能力越强。高浓度废气的治理设备投入和运行费用与风量成正比，浓度越高，单位溶剂量的处理成本越低，性价比越高。

    低浓度废气没有利用价值纯属投入，只能采用吸附方式浓缩处理，浓度越低越容易吸附达标，但相同溶剂量时浓度越低风量越大，所以吸附设备的投入基本取决于溶剂量，但运行费用取决于风量。

    高低浓度废气治理运行费用都与风量直接相关，减少风量都能节约费用，最低总风量受气流组织及车间换气次数的限制，即风量也是受限制的资源，不能过高也不能过低。

    所以提升性价比的策略只能是：在总风量相同的情况下，减少低浓度废气中的溶剂量，尽量把风量留给气流组织用，让废气浓度高的更高，低的更低。

    策略目标为双二八原则，在最大溶剂量的情况下，不到总风量20%的高浓度废气带走超过80%的溶剂，剩下不到20%的溶剂由占总风量80%以上的低浓度废气带走。系统投入与两个不到20%正相关。

    还以100公斤溶剂量的工厂来做个方案为例，假定车间面积1350平方米，高度5m，车间容积6750立方米，每小时换气大于5次，所以总风量设定为36,000立方米/h。方案是：ESO+VTO+转轮

    良好的减风增浓能保证系统的弹性，适应溶剂量大幅度变化的工况。

    如果减风增浓性能下降，则相关投入都要增加，而且很难做到排放速率不超标。

    4、高低分治的关键技术是减风增浓

    让废气浓度高的更高，低的更低是实现高性价比的唯一策略，提高减风增浓性能是唯一路径。

    减风增浓设备起到了选矿作用，将有价值的高浓度废气与无价值的低浓度废气分离。

    要用最少的废气带走尽可能多的溶剂，在工况、烘箱结构、排风量都一样的情况下，浓度的高低决定于泄漏的多少，ESO的技术原理就具有先天低泄漏优势，浓度逐步升高的特点与其他减风装置相比，相同富集浓度下烘箱泄漏小一半，再加上有学习能力的人工智能控制，废气浓度得以进一步提升，完全满足运用高性价比末端设备VTO的需求。

    采用ESO减少烘箱泄漏的溶剂后，少量新风配合气流组织就能消除车间气味，消除气味的废气低温低浓度，便于采用吸附装置达标处理。减风增浓性能越好，气流组织需要带走的溶剂总量越小，浓度越低风量越小，设备投入越少、处理成本越低。

    简单的减风设备因为泄漏很大，虽然也能用气流组织方式带走气味，但因为需要以高价方式处理的溶剂量加大，在需要满足达标要求的情况下，吸附装置的投入会很大，而且运行费用也很高。

    加大减风增浓的投入，可以降低燃烧装置、吸附装置和气流组织的投入，减少运行费用增加节能收益，一份投入换取三份产出，投入产出比超过300%，所以减风增浓是治理解决方案高性价比的关键。

    5、分步实施、经济可行 

    需求不同，投入的金额和投入的时间不同，如果总体规划得当，按当地政策要求分步实施可以减缓投入压力，还能获得低浓度治理的准确需求，避免设备选型失误，做到今天花钱不多先过关，明天不多花钱能达标，显然具有更好的经济性。

    四、软包装企业确定VOCs治理方案的步骤  

    1、确定治理目标。

    根据企业状况及对当地政策的预判，确定排放浓度、厂界浓度、排放速率、废气收集率、车间气味、节能供热等关键目标，是部分达标，还是全面达标；是一次性达标，还是分步达标。     

    2、确定溶剂用量和治理需求

    确定溶剂用量是选择治理方案的基础，确定的主要方法是看采购记录，一年采购多少溶剂多少油墨，油墨中溶剂含量多少，先算出溶剂总量。然后估算全年工作小时数，再算出每小时平均溶剂量。

    设备全开时溶剂量肯定会比平均值大，一般以平均溶剂用量为基础，根据日常工作状况乘以一个系数作为治理需求，绝大部分产品为连续长单时系数约1.5，换版频繁的系数可取到3。还可以按设备产量来核算，比如一个满版印刷每平米溶剂用量按4克算，印刷机开180米，幅宽800，则每小时溶剂量为34.56公斤，然后还要考虑油墨槽挥发的量。复合机也是用类似算法来算。     

    算出几台设备全开时的溶剂量就是最大治理需求量，治理需求在平均值与最大值之间选择。2台中低速印刷机+1台干复机的治理需求一般取每小时100公斤左右。

    3、确定整厂气流组织需求     

    要达到环保要求，现在基本上会要求密闭生产，气流组织就成为必须考虑的问题。

    气流组织的目的是用最低限度的新风来供氧、排味、排热、排湿，保证车间工作环境满足要求。

    是否密闭生产、是否过滤新风、是否采用空调，车间布局、设备状态、减风增浓的性能，这些因素都是气流组织需求应该考虑的要素，而且对最终的治理效果、设备投入、运行费用产生很大的影响。

    4、选择减风增浓设备

    若选择性能更好的减风增浓设备，可以设定80%溶剂由高浓度的烘箱废气带走。

    若条件许可，建议在减风增浓设备和气流组织投入运行后实测低浓度废气的风量和浓度，再来确定吸附装置的类型容量。 

    5、选择燃烧处理装置     

    燃烧装置处理容量按治理需求确定，燃烧装置风量需根据减风增浓设备和吸附装置的性能确定。

    在治理需求范围内要求燃烧装置排放浓度低于50毫克。 

    6、低浓度废气处理的估算     

    若选择性能更好的减风增浓设备，可按照治理需求20%确定吸附装置容量。若允许先用已有低效装置应对，建议按照转轮吸附的方案预留接口，根据政策要求可以随时整改到位。

    五、结语

    伴随软包装行业这些年，环葆嘉付出不少辛劳，也有颇多收获，遍布行业的良师益友帮助我们成长，也给我们创造许多为行业做出贡献的机会。软包装行业孕育了ESO这颗明珠，用减风增浓这条技术路线串出了软包装VOCs末端治理原创的多条"珍珠项链"，环葆嘉有幸深度参与其中，更有幸再度出发。

    软包装行业的废气治理是一项浩大的工程，时间急迫、容不得技术慢慢成熟，系统复杂，需要各种专业领域的企业紧密合作才能满足需求。本文全面分析展示了高低分治技术路线的需求，真诚期待与有独到之处的末端设备、沸石转轮、供热设备等相关厂商深度合作，共同用高低分治技术路线串出更多个性化解决方案，把量身定制的"珍珠项链"奉献给软包装企业。