模塑廢氣主要來源于塑料加工中的注塑、擠出、吹塑、壓延等工藝,其廢氣成分復雜,包含揮發(fā)性有機物(VOCs,如苯系物、酯類、烷烴等)、顆粒物、惡臭物質(zhì)及少量酸性氣體(如HCl,若原料含氯)。處理工藝需根據(jù)廢氣特性(濃度、風量、成分)、排放標準及企業(yè)規(guī)模綜合設計,通常分為收集與輸送、預處理、核心處理、深度凈化及排放等環(huán)節(jié)。以下是模塑廢氣處理工藝解析:
一、廢氣來源與特性
模塑廢氣主要產(chǎn)生于塑料熔融、擠出及成型過程,具體特點包括:
成分復雜:VOCs為主(占60%~90%),含非甲烷總烴(NMHC)、苯乙烯、丙烯腈、ABS樹脂分解產(chǎn)物等;部分工藝(如PVC加工)可能含HCl;
風量大、濃度波動:注塑機單臺風量約1000~5000m³/h,整體風量大;濃度受原料、溫度影響,波動范圍寬(50~3000mg/m³);
溫度較高:熔融態(tài)塑料排氣溫度約80-200℃,需預處理降溫;
惡臭明顯:部分VOCs(如苯乙烯)具有強烈刺激性氣味,需除臭。
二、典型處理工藝流程
模塑廢氣處理需遵循“分質(zhì)收集、預處理優(yōu)先、核心凈化為主、深度處理保障”的原則,工藝流程如下:
1.廢氣收集與輸送
目標:高效捕獲廢氣,減少無組織排放。
收集方式:
注塑/擠出機:每臺設備獨立集氣罩(頂吸或側(cè)吸),罩口風速≥0.5m/s,控制捕集效率≥90%;
集中生產(chǎn)線:采用整體密閉罩或車間負壓收集,減少泄漏;
特殊工位(如模具排氣口):直接連接管道收集。
管道設計:
材質(zhì):耐腐蝕(PVC、不銹鋼),避免VOCs吸附;
風量計算:根據(jù)設備數(shù)量、集氣罩尺寸及捕集效率確定總風量,預留10%~20%余量;
風速控制:主管道風速10~15m/s,支管8~12m/s,防止顆粒物沉降。
2.預處理
目標:去除顆粒物、降溫、調(diào)質(zhì),保護后續(xù)核心設備。
除塵:
降溫:
調(diào)質(zhì):
除濕:若廢氣濕度>80%,需用干燥器(如轉(zhuǎn)輪除濕)防止吸附劑受潮;
調(diào)pH:含酸性氣體(HCl)時,噴淋塔中添加堿液(NaOH)中和。
3.核心處理技術(VOCs凈化)
根據(jù)廢氣濃度、風量選擇主處理工藝,常見技術如下:
(1)吸附法
原理:利用吸附劑(活性炭、沸石分子篩)的多孔結構吸附VOCs,飽和后脫附再生。
適用場景:低濃度(<1000mg/m³)、大風量廢氣(如多臺小注塑機)。
工藝類型:
固定床活性炭吸附:設備簡單,但需頻繁更換(飽和周期3-6個月),產(chǎn)生危廢(HW49);
沸石轉(zhuǎn)輪吸附+脫附:沸石耐高溫、不易燃,脫附氣(熱空氣)濃度可濃縮10-20倍,適合與RTO/CO聯(lián)用(降低運行成本)。
效率:VOCs去除率80%~95%(活性炭),95%以上(沸石轉(zhuǎn)輪)。
(2)燃燒法
原理:通過高溫(760-1200℃)將VOCs氧化為CO?和H?O,分為直接燃燒(TO)、催化燃燒(CO)、蓄熱式燃燒(RTO)。
適用場景:中高濃度(>1000mg/m³)、小風量廢氣(如單臺大型擠出機)。
工藝對比:
TO(直接燃燒):溫度≥850℃,需輔助燃料(天然氣),效率90%~95%,但能耗高;
CO(催化燃燒):溫度250-400℃,催化劑(貴金屬Pt/Pd)降低反應溫度,效率95%~99%,無二次污染;
RTO(蓄熱式燃燒):通過陶瓷蓄熱體回收熱量,熱效率>95%,可處理超低濃度(50mg/m³),適合大風量(10000~100000m³/h),但設備投資高。
(3)生物法
原理:利用微生物(細菌、真菌)代謝降解VOCs為CO?和H?O,適用于親水性、易生物降解的廢氣(如醇類、酯類)。
適用場景:低濃度(<500mg/m³)、無毒廢氣(如食品包裝模塑)。
工藝類型:生物濾池、生物滴濾塔、生物洗滌器;
優(yōu)勢:運行成本低(無耗材)、無二次污染,但占地面積大,對疏水性VOCs(如苯系物)處理效果差。
(4)低溫等離子體+光催化
原理:低溫等離子體產(chǎn)生高能電子分解VOCs,光催化(UV+TiO?)進一步氧化殘留物。
適用場景:低濃度(<300mg/m³)、補充處理(與吸附法聯(lián)用)。
注意:單獨使用可能產(chǎn)生副產(chǎn)物(如臭氧、NOx),需結合其他工藝(如活性炭吸附)提高安全性。
4. 深度凈化(除臭與殘留VOCs控制)
目標:確保排放達標(尤其針對惡臭和超低濃度VOCs)。
洗滌塔:酸堿噴淋(處理HCl、NH3等)、氧化噴淋(添加NaClO、H?O?)去除殘留VOCs及惡臭;
活性炭吸附箱:作為末端保障,處理濃度<50mg/m³的VOCs;
生物除臭:對含硫、含氮惡臭物質(zhì)(如H?S、NH3),采用生物濾池進一步降解。
5. 排放與監(jiān)測
排放標準:需符合《大氣污染物綜合排放標準》(GB 16297)、《揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822)及地方標準(如京津冀、長三角的特別限值);
在線監(jiān)測:重點區(qū)域需安裝VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS),實時監(jiān)測NMHC、苯系物等指標;
排氣筒高度:根據(jù)風量確定(一般≥15m),確保污染物擴散符合要求。
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