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、SO₄^2-、NO^3-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。