塑料造粒废气的成分与来源
废气成分
挥发性有机物(VOCs):
典型物质:苯、甲苯、二甲苯、乙苯、非甲烷总烃(NMHC)、苯乙烯(PS造粒)、甲醛(酚醛树脂)等。
危害:具有毒性和致癌性,易引发光化学烟雾和温室效应。
颗粒物:
来源:塑料微尘、油雾颗粒(粒径0.1-10 μm)。
危害:长期吸入可导致呼吸道疾病,污染环境。
异味物质:
典型物质:硫醇、硫醚、胺类、醛类。
危害:刺激性气味,影响周边居民生活。
有毒有害物质:
含氯塑料(如PVC):可能产生二噁英(仅限高温裂解时)。
多环芳烃(PAHs):长期暴露增加癌症风险。
废气来源
原料预处理:
塑料破碎、混合过程中摩擦和加热产生VOCs和颗粒物。
熔融挤出:
高温下聚合物分解(如PE/PP产生烯烃类VOCs),添加剂(增塑剂、阻燃剂)挥发。
造粒切割:
高速切割和摩擦产生细微颗粒物及少量VOCs。
冷却与包装:
冷却过程中残留VOCs释放;包装粘合剂可能释放溶剂。
润滑油与脱模剂挥发:
挤出机使用的润滑油、脱模剂在高温下形成油烟颗粒物。
塑料造粒废气处理案例详解
案例一:聚乙烯(PE)造粒厂“活性炭吸附+催化燃烧”
背景:
日处理废气10万m³,VOCs浓度300 mg/m³(主要成分为烯烃类)。
需满足《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)。
处理工艺:
废气收集:在挤出机、破碎机上方安装集气罩,风量控制在80%以上。
预处理:
布袋除尘器:去除颗粒物(效率≥99%)。
核心处理:
活性炭吸附:采用耐黏性活性炭(防止苯乙烯堵塞微孔),吸附效率≥95%。
热脱附再生:饱和活性炭用热空气(150-200℃)脱附,浓缩至5000 mg/m³。
催化燃烧(CO):280-400℃催化氧化分解为CO₂和H₂O,净化效率≥98%。
处理效果:
VOCs排放浓度≤50 mg/m³(远低于标准300 mg/m³)。
颗粒物去除率≥99%,异味物质显著降低。
年运行成本降低30%(活性炭再生率提升)。
案例二:废旧塑料再生厂“喷淋塔+活性炭吸附+RTO焚烧”
背景:
废气含高浓度VOCs(8000 mg/m³)及粉尘,需实现超低排放。
处理工艺:
废气收集:密闭式集气系统,覆盖熔融挤出和造粒环节。
预处理:
旋风除尘器:分离粒径>5 μm的粉尘。
水喷淋塔:碱性溶液(NaOH)中和酸性气体(如HCl),同时降温。
核心处理:
活性炭吸附:进一步去除VOCs,吸附效率≥90%。
RTO蓄热式焚烧:760-850℃高温氧化,热回收效率≥95%,能耗降低40%。
处理效果:
VOCs去除率≥99.5%,排放浓度<20 mg/m³。
二噁英去除率≥99.9%(针对含氯塑料)。
颗粒物排放<10 mg/m³,达到超低排放标准。
案例三:小型聚苯乙烯(PS)造粒厂“UV光催化+等离子体”
背景:
小型企业,废气含苯乙烯(1000 mg/m³)及异味,预算有限。
处理工艺:
预处理:
静电除油雾:去除润滑油颗粒(效率≥95%)。
核心处理:
UV光催化:紫外灯激发TiO₂催化剂分解苯乙烯,去除率≥80%。
低温等离子体:高能电子轰击剩余VOCs,分解为无害物质。
处理效果:
苯乙烯去除率≥90%,异味基本消除。
运行成本低(电费占主要成本),适合中小型企业。
塑料造粒行业废气概况与解决方案
概况
危害性:
健康影响:长期暴露于VOCs和颗粒物可能导致呼吸系统疾病、神经系统损伤。
环境影响:光化学污染、温室效应、土壤和水源污染。
处理难点:
高风量、低浓度VOCs:处理成本高,需高效浓缩技术。
复杂成分:含氯塑料可能产生二噁英,需高温焚烧。
颗粒物与油雾干扰:需预处理防止堵塞设备。
解决方案
物理法:
吸附:活性炭、沸石转轮吸附(适用于低浓度VOCs)。
冷凝:回收高沸点溶剂(如苯乙烯),但能耗较高。
化学法:
喷淋吸收:碱液中和酸性气体(如HCl),水溶性VOCs去除率高。
催化燃烧(CO/RCO):适用于中低浓度废气,能耗低于直接燃烧。
燃烧法:
RTO蓄热焚烧:高浓度VOCs处理,热回收效率高(≥95%)。
直接燃烧:适用于高浓度废气(>5000 mg/m³),但能耗大。
等离子体与光催化:
低温等离子体:分解复杂VOCs,需预处理去除粉尘。
UV光催化:适合小风量、低浓度废气,设备简单。
组合工艺:
预处理(除尘+喷淋) + 吸附浓缩 + 燃烧:如案例二中的“喷淋+活性炭+RTO”。
吸附+再生+催化:如案例一中的“活性炭吸附+热脱附+CO”。
行业针对性方案
大型企业:采用“RTO蓄热焚烧”或“沸石转轮浓缩+催化燃烧”,兼顾高效率与节能。
中小企业:选择“活性炭吸附+催化燃烧”或“UV光催化+等离子体”,降低成本。
含氯塑料:优先选用RTO高温焚烧(>850℃)以彻底分解二噁英。
异味治理:结合生物滤池或活性炭吸附,提升处理效果。
总结
塑料造粒废气处理需根据废气浓度、成分及企业规模选择工艺。吸附浓缩+燃烧(如RTO、CO)是高浓度VOCs的核心技术,UV光催化+等离子体适合中小型企业低成本治理。典型案例表明,组合工艺(如喷淋+活性炭+RTO)可实现VOCs去除率≥99%,同时通过热回收降低能耗。未来趋势是智能化监测(在线监测设备)与绿色工艺(生物法优化),推动塑料造粒行业向零排放与可持续发展迈进。