改性工厂过环保应对VOCs排放的措施工业化进程推动人类社会不断向前发展,当我们沉浸在工业带来的红利之中时,1952年伦敦烟雾事件把我们拉回了现实。 随着时代的进步,消费者、工人、政治家们对工业废气越来越重视。新政策的推出也促使改性塑料行业向环保转型。但是怎样才能高效优化改性塑料行业VOCs排放?来跟着小编看看行业主流的VOCs处理方式,以及生物法工艺。 一、改性塑料行业
改性工厂过环保应对VOCs排放的措施
工业化进程推动人类社会不断向前发展,当我们沉浸在工业带来的红利之中时,1952年伦敦烟雾事件把我们拉回了现实。
随着时代的进步,消费者、工人、政治家们对工业废气越来越重视。新政策的推出也促使改性塑料行业向环保转型。但是怎样才能高效优化改性塑料行业VOCs排放?来跟着小编看看行业主流的VOCs处理方式,以及生物法工艺。
一、改性塑料行业VOCs排放特征分析
共混改性工艺中,VOCs主要产生于挤出机的熔融过程及冷却过程,主要的产污位点为挤出机的模头附近。不同基材塑料在改性过程中产生的废气成分是不同的。
(1)聚乙烯(PE):生产废气以颗粒物(烟)、碳氢化合物和重烃(油)为主;
(2)聚丙烯(PP):生产废气以非甲烷总烃、重烃、丙烯、甲醛、丙烯酸、乙醛和丙酮为主;
(3)聚氯乙烯(PVC)::生产废气以二氯甲烷为主;
(4)聚苯乙烯(HIPS)和ABS:生产废气中各种污染物浓度都非常低(<1mg/m3)。
温度对生产过程中产生的废气种类和总量也有较大影响。有研究提及,对聚丙烯均聚体进行加工,在生产温度分别为205℃和319℃的情况下,后者产生的非甲烷总烃是205℃时的8倍,其中重烃含量是前者的7.4倍,丙烯含量是前者的66.2倍。
二、常见废气处理工艺
1.选用单体残留量较低的树脂
尽可能选用残留单体含量比较低的树脂。例如医用PVC树脂VC单体的含量就很低,VC含量可以达到1ppm(mg/kg)(正常值为5);汽车内饰板用PP,一定要选择小分子挥发物含量低的树脂。
2.使用分子量较大的助剂
尽可能选用分子量大的助剂,最好是聚合物助剂,保证在加工温度下不会挥发以及外部的迁移。
(1)如偶联剂改用相容剂,具体如接枝聚合物或者枝化聚合物,但是马来酸酐接枝物部分具有一定的气味。
(2)润滑剂用聚季戊四醇硬脂酸酯(PETS)等;分散剂选用分子量大于5000的聚乙烯蜡(PE-WAX)。
(3)阻燃剂尽可能选用高分子类型,具体如溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂等。
3.添加吸附剂
是指利用吸附剂捕获或吸附树脂基体中残留的有机小分子达到控制VOC含量的要求。吸附法分为化学反应吸附和物理吸附两大类。常见的物理吸附材料为多孔材料,如:沸石、活性炭、分子筛、硅藻泥等。
化学反应吸附是指加入能与VOC反应的添加剂以生成相对分子质量较大、在正常使用环境下(如温度低于100 ℃)不会挥发的一种化合物或生成更易挥发的气体进而消除材料中原有VOC的方法。
4.控制加工条件
(1)低温生产:在保证制品充分塑化的前提下,较低加工温度,从而减少小分子分解物质的产生。
(2)多级抽真空:增加抽真空的次数,可以达到3级甚至4级,将产生的小分子挥发物及时除去。
5.减少有机溶剂型材料使用
(1)水性涂料:以水为分散介质代替有机挥发溶剂,目前技术还需要含有20%左右醚类和醇类溶剂,只能算低VOC涂料,不是无VOC涂料。
(2)固体粉末涂料:没有任何有机溶剂,VOC排放零。
(3)光固化涂料:成膜材料靠光固化反应成型,可以减少有机溶剂使用量,但往往需要含有30%左右的有机溶剂。
(4)水性粘合剂和水性脱模剂:目前可供的为有机溶剂低含量产品。
6.高温干蒸
塑料基体经过双螺杆挤出机、切粒机后,输送到VOC处理系统,经过80-120℃的高温加热,使塑料粒子吸附的VOC物质(苯、甲苯、乙苯等烃类物质)尽可能干蒸干净,干蒸的时间视温度而定,温度高,时间少,一般是3小时左右。目前大的改性企业基本都使用这个方法。
三、生物法废气治理工艺
出于以下两点考虑,生物法是可行的 :
①废气浓度极低,生物法将废气中可生物降解性高的污染物去除后臭气浓度大幅降低,可达标排放 ;
②少量短链烃和二氯甲烷将被填料中的竹炭等材料吸附,并有可能被微生物缓慢地部分或全部降解。
废气收集→喷淋塔→静电除油→风机→生物过滤/活性炭→达标排放
有机废气经过收集系统进行收集后,进入洗涤塔,经过循环水喷淋降低废气温度,同时废气中颗粒物和高沸点污染物(如重烃)大部分被去除,废气出洗涤塔后,进入静电除油设备,进一步去除废气中的颗粒物和重烃(油),为后续工艺提供条件。之后废气送至生物装置,废气在预洗池,进一步降温和增湿后进入生物滤池,通过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层,在滤层中的微生物对有机废气中的污染物质进行吸附、吸收和降解,将污染物分解成二氧化碳、水和其他无机物。
(1)喷淋塔
喷淋工艺的主要目的是降低废气温度,一方面使气的温度满足生物处理的进气要求 ;另一方面,随着温度降低,气相中大部分的重烃、丙烯酸、丙酮、二氯甲烷等物质转化为液态,从而降低污染负荷。
(2)静电除油装置
喷淋塔出气在进入除油装置前需尽可能将废气中的水分去除。除油工艺主要去除废气中残留的油滴,主要使用静电除油。其工作原理是:将废气引入高压电场,使废气中油滴带电。带电油滴在电场力作用下向集尘极运动并沉积下来,从而去除废气中的油滴。静电除油有净化效率高、阻力损失小、处理气体范围量大等优点。
(3)生物过滤装置
生物过滤是一种安全可靠环保的处理方法,其原理是将各污染源的废气收集后集中送到生物滤池,废气经加湿除尘后,通过湿润、多孔和充满活性的微生物填料层,首先填料及生物膜对污染物进行吸附,然后填料内外附着的专性微生物对污染物进行吸收和降解,将污染物质分解成 CO2、H2O、SO42-、NO3-等无毒无害的简单无机物。低VOCs不仅仅是对工人健康的保护,同时也是优秀工厂的标准之一。