時間從2012年說起，當(dāng)時我把印刷烘干熱泵項目推薦給廣州的芬尼克茲公司并擔(dān)任了一段時間的技術(shù)和市場顧問，期間協(xié)助芬尼克茲進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)和制造，之后分別在順德、東莞和江門選擇了三家客戶建立樣板工程，項目實施非常順利，客戶高度認(rèn)可，項目的成功落地及優(yōu)異的性價比為熱泵進(jìn)入軟包裝行業(yè)建立了信心。之后，芬尼克茲憑借其強(qiáng)大的制造和市場推廣能力，在2014后熱泵產(chǎn)品大批進(jìn)入軟包裝企業(yè)。
熱泵的使用為軟包裝企業(yè)大幅降低了能源成本，同時也作為清潔能源減少了燃燒制熱造成的煙氣污染物排放，為節(jié)能環(huán)保做出了很大貢獻(xiàn)。
然而，熱泵對于更棘手VOCs排放污染卻無能為力。
進(jìn)入2015年，國家對VOCs排放的強(qiáng)力管制政策出臺，尤其是京津翼和長三角地區(qū)，環(huán)保部門對排放不達(dá)標(biāo)企業(yè)可謂不惜代價趕盡殺絕，軟包裝行業(yè)風(fēng)聲鶴唳，一些沒有投入廢氣處理的企業(yè)要么遷移至環(huán)保管制寬松的地區(qū)，或者干脆關(guān)門大吉，而更多的是病急亂投醫(yī)，倉促選擇了不適合或不成熟的廢氣處理設(shè)備，大部分設(shè)備在投入使用后發(fā)現(xiàn)運(yùn)行費用過高或排放不達(dá)標(biāo)或者故障頻繁，更有甚者是無法使用變成一堆廢鐵。總而言之，現(xiàn)在國內(nèi)正在使用的VOCs處理設(shè)備絕大部分都問題多多，例如去年我國一家大型凹印機(jī)制造企業(yè)跟意大利公司合作為浙江一家大企業(yè)安裝了一套蓄熱式焚燒(RTO)設(shè)備，這套設(shè)備價格不菲(聽說是七百多萬)，這套設(shè)備已安裝了很長一段時間，但到現(xiàn)在還沒有正常運(yùn)行，主要原因是RTO系統(tǒng)需要極其頻繁地切換風(fēng)向，而涉及的閥門有六七個，閥門開合過程對內(nèi)部的運(yùn)風(fēng)影響很大，每個閥門之間都互相干擾，風(fēng)閥要完全關(guān)閉不漏氣很難做到，再加上外部接納廢氣流量和濃度也在變化，要達(dá)到RTO設(shè)備所要求的理想工況比跑馬射箭還要難，再有，蓄熱陶塊巨大的風(fēng)阻，光是90多千瓦的循環(huán)風(fēng)機(jī)的能耗也受不了，可以說，RTO技術(shù)是成熟的，應(yīng)用在某些行業(yè)也是成功的，但用在軟包裝行業(yè)就不是這么簡單。
還有，很多人熟悉的北京一家很早做廢氣處理的環(huán)保公司，為不少軟包裝企業(yè)安裝了活性炭吸附回收設(shè)備，但活性炭吸附帶來的高風(fēng)阻和脫附高能耗，以及對回收后的溶劑處置難等問題至今一直沒有很好的解決方法，所以這些設(shè)備使用時跟原初衷大相徑庭。
還有催化焚燒，由于印刷使用的溶劑成分復(fù)雜，催化劑容易中毒失效造成排放不達(dá)標(biāo)，經(jīng)常更換昂貴的催化劑更造成使用成本高昂。
轉(zhuǎn)輪濃縮也存在能耗大的問題，而且嚴(yán)格意義上現(xiàn)時通過轉(zhuǎn)輪過濾后排放的氣體未能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
還有其他等離子、光觸媒和生物降解等等，至今為止對于軟包裝行業(yè)的廢氣處理還沒有發(fā)現(xiàn)讓人信服的案例。
而西方普遍采用的熱回收式直接焚燒在國內(nèi)也很難推廣，由于軟包裝行業(yè)所排放的有機(jī)廢氣屬于中低濃度，必須混合大量的天然氣才可以徹底焚燒，就算有了熱回收裝置將部分煙氣余熱轉(zhuǎn)移給有機(jī)廢氣，但最后排放的煙氣溫度也在300℃以上，這些排放的煙氣廢熱大部分以消耗天然氣為代價，而一般軟包裝企業(yè)無法消化利用這么多煙氣余熱，只能白白排掉，國內(nèi)天然氣價格居高不下造成這個技術(shù)在中國難以接受。
再有，現(xiàn)在的有機(jī)廢氣基本上是集中處理，不可能先安裝一臺小的試試，要么不裝，要么一次到位，給企業(yè)帶來非常大的技術(shù)風(fēng)險和資金壓力。
有機(jī)廢氣處理在軟包裝行業(yè)困難重重，究其原因主要是該行業(yè)所排放的有機(jī)廢氣屬于成分復(fù)雜而且濃度偏低，加上處理風(fēng)量幅度變化很大，比如凹版印刷一般采用3到4種溶劑混合，廢氣濃度很多時候都在1000ppm以下，有時多臺8色印刷機(jī)全部開齊，有時只有一臺設(shè)備就印4個顏色，處理這類變化復(fù)雜的廢氣難度很高，凹版印刷廢氣確實是難啃的骨頭。
鑒于軟包裝行業(yè)目前尚未找到成熟的廢氣處理手段，某些地方政府已開始出臺了一些以罰代管的政策，用企業(yè)的污染物排放量收取排污費的方式處罰污染企業(yè)，通過經(jīng)濟(jì)處罰給企業(yè)施加整改壓力。
政府罰款或收取排污費的定額依據(jù)，總排量是最顯眼的數(shù)字，如果你想少交費，只能想辦法降低廢氣排量。
說到廢氣排量，在這里不得不提，一直以來，軟包裝機(jī)械制造企業(yè)犯了一個低級且后果嚴(yán)重的錯誤，絕大部分的凹印、復(fù)合或涂布設(shè)備的排風(fēng)量設(shè)計大幅超過工藝需求，造成熱風(fēng)浪費嚴(yán)重，風(fēng)機(jī)耗電大，更嚴(yán)重的后果是使廢氣濃度進(jìn)一步降低，而廢氣處理設(shè)備的處理容量是以過風(fēng)量設(shè)計的，而且廢氣濃度越低在熱解處理時必須添加更多的天然氣混合焚燒，增加排風(fēng)量等于同時增加了廢氣處理設(shè)備的投入成本和運(yùn)行成本。還有一個更低級的錯誤是就算沒有工作的印刷機(jī)組其烘箱永遠(yuǎn)都接通排風(fēng)機(jī)。綜合計算，凹版印刷平均下來有超過7成以上的排風(fēng)是多余的。或者有可能設(shè)備在出廠時設(shè)計的排量按最大值并增加一定的保險系數(shù)，但廠家使用時應(yīng)該根據(jù)不同的產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整，很多廠家自設(shè)備買回來后所有風(fēng)機(jī)風(fēng)閥原來怎樣就怎樣，這也是造成上述問題的原因，追究起來機(jī)械廠家和和設(shè)備使用者都有過錯，因在這個小節(jié)上不注意，可以讓一個中等規(guī)模的企業(yè)每年多花幾十過百萬的電費。
對于省錢，我看軟包裝行業(yè)的老板比不上馬路邊洗車店的老板聰明，很少見過有人拿水管沖刷車輛，而是用一支高壓水槍，流速很快但水量很少，小半桶水就可以把車洗得干干凈凈。我在這里只舉這個例子，對于認(rèn)為只有大風(fēng)量才能把溶劑帶走觀點的人回去好好想想。
增加流速大幅度降低風(fēng)量對于油墨烘干反而起了正面作用，包括對人們擔(dān)心的廢氣濃度過高存在爆炸安全隱患等都有企業(yè)都做了充分的技術(shù)論證和現(xiàn)場測試，之前設(shè)計的凹印機(jī)的排風(fēng)濃度離爆炸點相距很遠(yuǎn)，相當(dāng)于水只淹到腳眼，離鼻子還遠(yuǎn)了，就算把排風(fēng)降低到現(xiàn)有的25%，相當(dāng)于水還未淹到膝蓋。實踐證明，在同等溫度下，適當(dāng)提高風(fēng)速而大幅度降低風(fēng)量會提高油墨的干燥效率，而且廢氣濃度的提高不會導(dǎo)致爆炸風(fēng)險的增加。
通過大幅降低凹印機(jī)的排風(fēng)量實現(xiàn)節(jié)能減排已逐步被人們所認(rèn)知，烘干能耗跟廢氣排放量呈正比，假如3萬m3/h的排量時電熱功耗是300kw，如果減至1萬m3/h時，電熱功耗也降低至100kw，對于后續(xù)的廢氣處理只需要配置1萬m3/h的處理設(shè)備，比3萬m3/h的設(shè)備起碼便宜一半，而且當(dāng)廢氣濃度上升至約2.5g/m3時，有機(jī)廢氣里面的溶劑熱解放熱可以維持自持燃燒，無需添加天然氣，而且，廢氣熱解析出的熱量完全可以滿足烘干熱風(fēng)的加熱需求。
現(xiàn)時，博士特、陜西北人和廣東環(huán)葆嘉已展開對凹印機(jī)減風(fēng)節(jié)能的一系列行動，其手段都是通過增加烘箱熱風(fēng)的循環(huán)利用率，減少排風(fēng)量，增加廢氣排放濃度，達(dá)到節(jié)能的效果并為后續(xù)的廢氣處理打下基礎(chǔ)，部分企業(yè)的技術(shù)已經(jīng)投入使用，通過檢測，印刷品溶劑殘留量更低，其節(jié)能效果更優(yōu)于熱泵。
據(jù)我了解，北人公司所采用的是每組印刷烘箱獨立的LEL廢氣濃度控制下的內(nèi)循環(huán)和排風(fēng)控制技術(shù)，其優(yōu)點是每個烘箱可以獨立控制熱風(fēng)的溫度，其缺點是在所有烘箱的廢氣濃度較高時當(dāng)出現(xiàn)泄漏的情況下廢氣泄漏量較大，所以循環(huán)熱風(fēng)的廢氣濃度不能定得太高，而且每色組都采用LEL控制帶來成本較高。而廣東環(huán)葆嘉公司是采用另外一種ESO技術(shù)路線，ESO技術(shù)是把凹印機(jī)的所有烘箱的循環(huán)熱風(fēng)和排風(fēng)有機(jī)結(jié)合起來聯(lián)合集中控制，減風(fēng)量、廢氣濃度提升和節(jié)能效果的程度可以做到更高，而且只需要1套LEL檢測系統(tǒng)，造價也降低很多。
ESO技術(shù)的缺點是，每組烘箱的廢氣濃度會隨印刷順序越來越高，通常里印(復(fù)合)產(chǎn)品的每個版的著墨量按順序越來越大，而表印剛好相反，所以用同一臺設(shè)備印刷生產(chǎn)里印和表印產(chǎn)品時需要把ESO系統(tǒng)內(nèi)部的氣流方向相應(yīng)調(diào)整才可以實現(xiàn)最佳效果，這樣會增加了風(fēng)道部件和控制上的成本。
可以說，軟包裝烘干設(shè)備的減風(fēng)節(jié)能是繼熱泵之后的又一個節(jié)能技術(shù)的重大突破。
有人問我，熱泵還有存在的價值嗎?
針對這個問題，我跟不少朋友做了很多分析。凹印機(jī)通過降低排風(fēng)量所達(dá)到的節(jié)能效果略優(yōu)于熱泵，而且降低風(fēng)量后對后續(xù)的廢氣治理有利，就算是不治理廢氣，接受政府按排量繳費也減少了費用，從這些方面對比，熱泵就不具有優(yōu)勢。
還有人問，我的凹印機(jī)已經(jīng)安裝了熱泵，能否在這基礎(chǔ)上降低風(fēng)量進(jìn)一步節(jié)能?
帶著這個問題，我請教了一些專業(yè)人士，現(xiàn)有印刷熱泵熱風(fēng)機(jī)在當(dāng)初設(shè)計的時候，里面的風(fēng)道已經(jīng)固定下來，而且很難改動，加上氣流要克服多個換熱器的風(fēng)阻，如果需要進(jìn)一步加大風(fēng)壓難度很大，而且降低排量的同時需要增加一些調(diào)節(jié)風(fēng)閥等部件，熱泵熱風(fēng)機(jī)內(nèi)部已經(jīng)沒有多余的空間，退一步說，就算可以將熱泵烘箱的總排風(fēng)降低，由于降低排風(fēng)后能耗只有原來的30%左右，如果通過熱泵再進(jìn)一步節(jié)能，再下降的空間極其有限，而且下降這部分的能耗還不夠彌補(bǔ)熱泵換熱器造成的風(fēng)阻增加的風(fēng)機(jī)電耗，基本上是得不償失。所以，凹版印刷機(jī)減風(fēng)節(jié)能和熱泵節(jié)能只能2選1，而且兩者不好兼容。
在降低總排風(fēng)量的基礎(chǔ)上，同時實現(xiàn)烘箱微負(fù)壓，并利用進(jìn)入加熱器的新風(fēng)吸口吸取油墨盤附近的揮發(fā)氣體，可以降低廢氣和熱量的泄漏和有效收集無組織散發(fā)的廢氣，對改善車間環(huán)境非常有幫助。
基于現(xiàn)有廢氣處理設(shè)備尚未成熟，建議軟包裝企業(yè)把節(jié)能和環(huán)保改造分兩步走，可以先做節(jié)能和減少排放量及改善工作環(huán)境，等到時機(jī)成熟時再考慮解決最后的環(huán)保問題。
下面再介紹一些其他方面的節(jié)能技術(shù)，現(xiàn)在水性涂料的使用非常普遍且不存在排放污染，只需要在節(jié)能或清潔能源方面考慮，而節(jié)能應(yīng)該圍繞降低制熱成本、熱能高效利用和余熱充分回收方面著手。
對于使用超過1000kw制熱或超過100萬大卡熱量的企業(yè)，制熱成本應(yīng)首先考慮，電加熱、燃煤、燃油、生物質(zhì)直燃都存在制熱成本高或煙氣排放不達(dá)標(biāo)的問題，可以將上述制熱方式排除在外。如用熱溫度在75℃以下可以考慮熱泵，但熱泵受環(huán)境溫度影響較大，如沒有廢熱回收，冬季其能效比會大大折扣甚至不能工作。高負(fù)載且用熱峰谷差異不是太大的高溫?zé)嵩唇ㄗh采用生物質(zhì)氣化燃燒的制熱方式，現(xiàn)在生物質(zhì)直接燃燒在大部分地區(qū)不被允許，而生物質(zhì)干餾產(chǎn)生的可燃?xì)怏w氣已被納入清潔能源范圍(極個別地區(qū)除外)，通過生物質(zhì)氣化燃燒的制熱成本為150元/噸蒸汽左右，是用電成本的30%左右，是天然氣成本的六成左右(重慶新疆地區(qū)除外)，現(xiàn)已有國內(nèi)和海外的公司做能源托管服務(wù)，你只要支付比成本高出一些的代價，對方可以投資相關(guān)設(shè)備和管理，你只是根據(jù)每月的用熱量付費就可以，對于沒有接通天然氣管道的企業(yè)是一個不錯的選擇，當(dāng)然，如果熱負(fù)載較低，或者峰谷值差異較大，采用天然氣還是比較方便。
熱能高效利用是節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，上述篇幅所介紹的降低排風(fēng)量是其中一種方法，往往這個環(huán)節(jié)上改善的空間非常大。
市場上熱交換節(jié)能產(chǎn)品非常多，也有適用于中低溫尾氣熱回收高效低風(fēng)阻的氣氣換熱器，這款換熱器在換氣溫差低于40℃時換熱效率達(dá)到80%以上，而且風(fēng)阻在200Pa以下，如果廢氣溫度與環(huán)境溫度的溫差更大，換熱效率則更高，比傳統(tǒng)的顯熱氣氣換熱器的換熱效率幾乎提高一倍，這是一款性價比極高的節(jié)能產(chǎn)品，可以在排熱口處加裝這類余熱回收裝置，而對于低于40℃的低品位廢熱源，也可以通過熱泵蒸發(fā)器的吸收制取75℃左右的熱風(fēng)或熱水。
有機(jī)廢氣排放采取減量并提高濃度后，為后續(xù)的廢氣處理打開了方便之門，目前，已有公司展開基于廢氣減量濃縮基礎(chǔ)上的VOCs處理系統(tǒng)的研發(fā)項目，已在一些關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，其目標(biāo)是針對軟包裝行業(yè)的小型化的廢氣熱解處理與廢熱利用，該產(chǎn)品可作為凹版印刷機(jī)或涂布機(jī)的組成部分，廢氣減量提濃為迷你型的廢氣處理設(shè)備的推進(jìn)提供了條件，以后有望每臺凹印機(jī)旁就帶廢氣處理和余熱回收系統(tǒng)，無需增加場地，不需要太多的管路連接，烘干制熱能耗降低85%以上(相對于電熱)，更可實現(xiàn)印刷機(jī)和廢氣處理系統(tǒng)之間的自動化聯(lián)動。較低的造價和無需新占場地將造福于經(jīng)濟(jì)實力有限和受場地約束的中小企業(yè)，如果該技術(shù)取得成功，將為軟包裝行業(yè)切實可行解決節(jié)能環(huán)保難題帶來希望。
Lel和ESO廢氣控制與節(jié)能技術(shù)、小型化的VOCs熱解和廢熱利用技術(shù)、生物質(zhì)氣化燃燒制熱技術(shù)、高效氣氣換熱技術(shù)以其優(yōu)良的性價比將會在市場上呈現(xiàn)強(qiáng)大的生命力，很快會成為軟包裝行業(yè)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品上的新星。
節(jié)能環(huán)保加增收才王道!
