塑料软包装溶剂回收现状与投资分析

软包装生产中许多环节，如复合、制袋、印刷及生产设备、印版滚筒的清洗等过程，都要使用溶剂，这些溶剂一方面会严重污染环境；另一方面，操作工人直接或间接接触溶剂也会不同程度地影响身体健康，严重的甚至危及生命。
    在塑料软包装印刷中，我国目前仍是以凹印为主，凹印油墨中含有大量挥发性有机溶剂，几乎占到凹印油墨的50％，其次，很多胶水亦含有溶剂。二甲苯、甲苯、醋酸乙酯、丁酮等低沸点、高挥发性的溶剂，含有的芳香烃既有毒又可燃，是环境污染的主要因素。印刷机和复合机内排放含溶剂的废气量非常大，易造成污染和安全问题，使软包装企业面临严峻的环保问题。因此，不少企业已考虑在排放系统中通过溶剂回收处理等手段对溶剂进行治理，以减少空气中的溶剂排放，同时回收溶剂，以最大限度地节省资源。
    溶剂回收包括对废液和废气中的溶剂进行回收，液体溶剂回收技术比较简单，所需设备的投入资金也大大少于气体溶剂回收设备，一些软包装企业如广州信安已拥有液体溶剂回收设备，本文所说的“溶剂回收”主要是指对印包企业生产过程中的复合、印刷等环节中产生的有机废气中的溶剂进行回收。
    一、软包装业溶剂回收现状
    有机废气一般是指可挥发性有机化合物，即室温下饱和蒸气压超过70.91Pa或沸点小于260℃的有机化合物如芳香烃类、酯类、酮类、醚类及卤代烃、脂肪烃和氮烃等。印刷领域排风溶剂的来源包括：塑料印刷即软包装行业：一般选用甲苯、异丙醇、乙酸乙酯、丁酮等；复合印刷：较多选用乙酸乙酯；烟包印刷：使用甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酮等；已逐步转向水溶性溶剂；装饰纸印刷，使用甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、甲醇等；无溶剂印刷、复合：使用乙醇较多。
    1、印刷行业排放的有机废气特点
    风量大、浓度低；溶剂种类比较复杂，大部分溶剂均为易于吸附的物质；溶剂的使用量大、回收后产生的经济效益明显；废气排放易于集中，大部分的企业为有组织排放，本身有自己的收集系统；环境污染严重，急需治理。
    有机废气是一种有毒、有害的气体，他释放在空气中不仅会造成严重的环境污染，而且人体若长期接触或吸入将对神经系统及造血功能带来严重危害，甚至引发癌变及其他严重疾病或死亡。但在我国，很多人对有机挥发物（VOC）的危害都不知道或不够重视，甚至有业内人士对记者透露，有些企业办公室的VOC达到150mg/m3，依然没有引起企业的丝毫重视，员工长期处在这样的环境中，早已麻木。而VOC的危害远远超过一般人的想象。VOC排放到空气中不仅不会分解掉，还会进入到土壤中，净化也要50年。
    有机废气净化和回收技术分两类：一类是将有机废气转化成CO2和H2O，如燃烧法；另一类是将有机废气净化并回收，这类方法有吸附法、冷凝法、吸收法、生物法等。也可采用上述方法的组合，如冷凝－吸附，吸附－燃烧等。
    现在国内印刷企业有机废气的排放及治理现状主要有三种：直接排放；催化燃烧；吸附回收。吸附法是将废气中的有机物原样收回，而催化燃烧法是将废气中的有机物变成二氧化碳和水来排放，无法产生经济效益，而且其中的二氧化碳作为温室气体是要逐步受到限制的。吸附法不仅能保护环境、而且能实现资源的重复利用，因此能为企业带来更高的经济价值。
    传统净化有机废气的吸附材料有活性炭、硅胶、分子筛等，其中活性炭应用最广泛，效果也最好。其原因在于其他吸附剂(如硅胶、金属氧化物等)具有极性，在水蒸气共存条件下，水分子和吸附剂材料性分子进行结合，从而降低了吸附材料的吸附性能，而活性炭分子不易与极性分子相结合，从而提高了吸附有机废气的能力。
   而近几年来，一种新型的吸附材料活性炭纤维（ACF）正在逐渐替代活性炭并越来越多地被使用。他是20世纪80年代后期发展起来的一种新型微孔炭质吸附材料。由于其独特的孔隙结构和表面特性，使其在对低浓度物质的脱除方面显示了独特的性能。具有比表面积大、有效吸附容量高、吸脱附行程短的特点。
   目前，我国的溶剂回收业还是处于起始阶段，虽已有个别印刷包装企业引进溶剂回收设备，如黄山永新、重庆顶正、深圳奇妙等，但在绝大部分印刷包装企业还是处于一片空白状态。不过，随着我国环保政策的进一步推广以及原材料价格的不断上涨，溶剂回收已受到越来越多印包企业的关注和重视。记者在采访中了解到，在当前原材料价格疯涨的情况下，许多企业对溶剂回收表示出极大的兴趣，更有某企业负责人对记者表示，如果溶剂回收能降低企业成本，就会考虑上马该项目。而目前我国生产溶剂回收设备的厂家并不多，只有四家左右，国产溶剂回收设备的市场占有率基本是一片空白。因此，国产溶剂回收设备在我国无疑有着空前巨大的市场潜力。
    正是因为看好我国溶剂回收的市场前景，日本三信贸易株式会社2007年年初进入我国，该社社长下山诚先生告诉记者，公司目前在国内已售出六条溶剂回收生产线。
    二、回收处理中存在的问题
    印刷行业的有机废气处理遇到的几个问题是：厂方在建厂时基本没有废水处理系统，溶剂回收后产生的废水又属于高浓度有机废水，较难处理；回收的混合溶剂存在含水率高等特点，不能直接回用，当废溶剂处理，又会减少回收价值；有机废气中成分复杂，对吸附影响的因素比较多；各厂家使用的机器型号不同，在没有溶剂回收的概念前没有考虑过排风量，到底哪些是吸附的有效风量等。
    所以印刷的有机废气处理方式只解决回收部分是不够的，需要更全面的考虑，不然会造成表面上回收了一部分溶剂，但在使用中却不能很好地再利用，同时造成进退两难的局面。真正的回收处理应该是一个系统，其中要包括废气的前处理、回收装置（包括使用溶剂吸附特种活性炭纤维）、吸附风回用技术、回收溶剂的精制和废水处理。
    1．废气的前处理：
吸附材料的使用寿命主要是和微孔的有效吸附面积有关系，而印刷过程中产生的粉尘及油墨中的大分子物质经过长期的积累，会大量占用微孔导致吸附材料的吸附效率下降，影响使用寿命。
    2．回收装置：
回收装置的核心是由吸附材料和装置工艺两个部分组成。对于吸附回收装置，合理的工艺可以保证回收效率和较低的运行费用，同时还要保证能够满足长时间运行。
    3．吸附风回用技术：
现在采用的吸附装置普遍为一级吸附装置，根据印刷行业的实际情况看，回收率最好可达90%～95%之间，吸附后的装置排风，浓度大约在300～500mg左右（根据每个厂家的不同情况，结果也不同）；吸附后的风经过炭纤维气体洁净程度很高，而且温度、湿度都很稳定，如果作为印刷机烘箱的进风，可以实现基本零排放。
    4．回收溶剂的精制：
    回收的溶剂存在比较重要的问题就是含水率的问题，尤其是干复机回收的乙酸乙酯，在配胶水的过程中，对含水率要求更高，否则会严重影响干复的效果。只有经过处理后的溶剂回用，才能达到预期的回收效益。
    回收溶剂的精制有两种比较有效的办法：高效精馏和膜技术。两种技术比较，前者一次性投资比较低，但运行费用比较高；后者一次性投资比较高，但运行费用比较低。前者原理比较简单，只是在局部的结构上有特殊的改进，能使整个运行费用比普通精馏降低。
    膜技术的原理是一种以混合物中组份渗透压差为推动力，依靠各组份在膜中的溶解与扩散速率性质差异来实现混合物分离的新型膜分离技术过程。该技术用于液体混合物的分离，其突出的优点是能够以低能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难以完成的分离任务。他对有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除具有明显的技术和经济上的优势。
    三、投资效益分析
    据记者了解，某家对溶剂回收非常感兴趣的企业共有4条凹印线，溶剂消耗量200kg/天，一年光溶剂就要花费300多万元；某著名软包装生产企业，一个月用30t溶剂，按平均价格14元/kg计算，一年溶剂总价就要500多万元。这些溶剂由于得不到回收，全部白白浪费掉，如果考虑到全国印包企业的数量，那浪费的溶剂数量将是何等惊人！
    某业内人士称，已使用溶剂回收设备的企业溶剂回收率一般可以达到90%，投资回收期为一年左右。近期众多企业之所以对溶剂回收趋之若鹜，就是因为溶剂回收不仅能解决环保问题，更能产生巨大的经济效益和社会效益。
    那么，溶剂回收产生的经济效益如何呢？以某水松纸印刷厂为例来说明。
（1）尾气组成：乙醇
（2）尾气量：25,000m3/h(1套水松纸印刷机)
（3）尾气浓度：日处理量5t计算
（4）尾气温度：＜90℃
（5）尾气压力：常压
（6）公用工程技术条件
冷却水上水：0.26mPa，30℃
电源：380/220V，50Hz
压缩空气：0.5mPa
饱和水蒸气：0.4mPa
（7）装置配置及经济效益分析
装置配置：3箱8芯的吸附回收装置和一套乙醇的精馏装置
装置投资：310万元
分析计算依据：
蒸气使用费：按照130元/t计
电费：按照0.7元/kwh计算
印刷设备运行时间：按照300天/年计算
溶剂用量：按照每天使用5t乙醇计算
溶剂价格：按照4,200元/t计算
溶剂回收率：吸附回收率80%（溶剂投入量）
活性炭纤维：按照22万元/年计算（比表面积为1,250m2）
装置折旧：按照装置设计使用寿命10年分摊，每年折旧28万元
（8）经济效益分析
年回收效益的计算：
年投入混合溶剂量：5吨/天/台×300天=1,500吨
年回收混合溶剂量：1,500吨×80%=1,200吨
年回收效益：1,200吨×4200元/吨=504万元
年运行费用的计算：
电耗：75kwh×24小时×300天×0.7元/kwh×0.7=37.8万元
蒸气耗量：(每小时消耗0.62吨)
0.62吨/小时×24×300天×130元/吨=58万元
年运行费用为：
电耗+蒸气耗量+活性炭纤维=37.8万元+58万元+22万元=117.8万元
年净效益为：
年回收效益－年运行费用－装置折旧=504万元－117.8万元－28万元=358万元
    投资310万元，年净效益358万元，因此一年便可以收回投资，之后便是净收益了。在时下软包装业处于微利、原材料价格上涨的情况下，其效益无疑十分可观，甚至有业内人士对记者表示，哪怕能帮助企业降低2厘的成本，也能使企业处于良性循环状态！
    已经引进了溶剂回收设备的彩印企业的经济效益又如何呢？为此记者采访了黄山永新的潘总，潘总表示，出于环保和降低成本的考虑，黄山永新于2007年5月引进日本某厂商的溶剂回收设备，价格是300多万元人民币，采用活性炭吸收法，1天1台机可回收1.8t左右乙酯，按1t乙酯6,000元计算，1天可节省1万元左右乙酯成本，一台设备投资回收期亦为一年左右，经济效益相当可观。
    四、行业关注热点和注意事项
    1．对溶剂回收存在的误区
    很多业内人士在了解和考虑引进溶剂回收设备时，往往只关心设备价格、溶剂回收率，什么时候能收回投资，能带来多大经济效益等。企业关心这些本无可厚非，然而，北京云辰天环保科技有限公司销售总监郜辉却表示，企业除了关心这些以外，更应从大局出发，从国家长远方针政策走向方面着眼。环保无疑是我国长期的国策，因此，以后对环保的要求会越来越严格，在这方面有远见的企业，能够先人一步地达到国家环保要求，必然能占领市场先机，而不符合国家环保要求的企业也必然面临淘汰的局面，这也将加速行业整合的步伐。而赢得先机的企业在整合中会不断做强、做大，在淘汰了部分落后企业后，包装产品订单量将会更加集中在规范企业手中，从而使企业的效益大大提高。同时，郜辉还告诫软包装企业，购买溶剂回收设备，还要特别注意安全问题，而不是一味追求溶剂回收的效益。所选择的最佳方案应当尽量减少设备投资和运行费用，尽可能回收有价值的物质或热量，从而获得经济效率。选择有机废气治理技术应始终坚持安全性、实用性和经济性的原则。如果有潜在安全隐患的技术，运行可靠性不好，使用中操作不方便，导致设备经常停用或损坏，再好的技术也不行。而且回收设备也一定要和印刷设备配套，保证回收的高效率。这些问题，都值得软包企业好好思考，毕竟溶剂回收在我国才刚刚起步，如果在考虑引进溶剂回收设备时，仅仅是为了应付目前的原材料价格上涨和降低成本，那很可能因缺乏战略眼光而吃大亏。
    2．国产设备与进口设备的比较
    企业在引进溶剂回收设备时，排风量和有机废气的浓度应是主要考虑因素，而不是生产线数量。某溶剂回收设备生产厂家人士称，国产溶剂回收设备从回收原理上和日本的没什么不同。而日本三信贸易株式会社社长下山诚先生则表示，进口溶剂回收设备的过滤芯与国产的不一样，结构亦有所不同，该公司设备可回收单一溶剂，且回收后马上可重新使用，虽然质量稍差，但并不影响使用效果。
    在价格上，进口的设备往往要四百万元左右，而国产设备一般为200多万元，大概为进口产品的一半，优势明显。同时，北京云辰天郜辉认为，在溶剂回收设备长达十年的使用中，售后服务十分重要，国内设备在售后服务上占有优势，能提供更为贴身的服务。他的说法在记者采访黄山永新潘总时得到了证实。据潘总透露，该公司溶剂回收设备的供应商售后服务并不好；同时，活性炭的质量也存在问题，公司引进设备后，还要另外花10多万元更换活性炭等；此外，回收的单一乙酯纯度达不到要求，只能部分添加用于印刷、复合当中。
    另外，有业内人士称，日本现在提供给国内的溶剂回收设备是上世纪90年代中的技术，对我国的印包企业存在着一定的技术封锁，如果属实，亦应引起国内企业的注意。
    五、结束语
    国务院在《关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》中，明确提出了“十一五”时期的主要目标：“在优化结构、提高效益和降低消耗的基础上，实现2010年人均国内生产总值比2000年翻一番；资源利用效率显著提高，单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20％左右，生态环境恶化趋势基本遏制。”这一战略目标的提出为有机废气处理、回收净化技术创造了新的发展机遇。
    在欧洲，对排污的要求极其严格，如欧洲某彩印厂总投资额是3亿元，而在环保上的投入就达2亿元，正是由于对环保的严格要求，使得无溶剂复合在欧洲大行其道。我国的凹印企业则以干式复合为主，多采用溶剂型胶水，无溶剂复合在我国还有很长的路要走，有理由相信，随着国家对环保的进一步重视和循环经济发展政策的完善，溶剂回收在我国将大行其道。