一、吹膜廢氣的成分與特點(diǎn)
吹膜工藝是塑料加工行業(yè)的常見(jiàn)工藝,在聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等塑料粒子加熱熔融、吹脹成膜的過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生一定量的廢氣。這些廢氣主要成分包括:
揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs):如非甲烷總烴、苯系物(苯、甲苯、二甲苯等),具有刺激性氣味,部分屬于有毒有害污染物,對(duì)人體健康和大氣環(huán)境危害較大。
顆粒物:熔融過(guò)程中可能產(chǎn)生少量的塑料顆粒、粉塵等。
異味物質(zhì):部分添加劑分解可能產(chǎn)生醛類(lèi)、酮類(lèi)等具有異味的化合物。
吹膜廢氣具有以下特點(diǎn):
間歇性排放:生產(chǎn)過(guò)程通常為間歇性,廢氣排放也呈現(xiàn)間歇性特點(diǎn)。
濃度波動(dòng)較大:在開(kāi)機(jī)、停機(jī)及正常生產(chǎn)階段,廢氣濃度可能有明顯變化。
含有一定熱量:廢氣溫度相對(duì)較高,可考慮熱能回收利用。
二、常見(jiàn)吹膜廢氣處理工藝及選擇
目前,針對(duì)吹膜廢氣的處理,常用的工藝包括吸附法、催化燃燒法、等離子體法、光催化氧化法等,實(shí)際應(yīng)用中常根據(jù)廢氣的成分、濃度、處理規(guī)模等因素選擇合適的工藝或組合工藝。
(一)吸附法
- 工藝原理
利用吸附劑(如活性炭、分子篩等)的多孔結(jié)構(gòu),將廢氣中的 VOCs 等污染物吸附在其表面,從而達(dá)到凈化廢氣的目的。
- 工藝流程
廢氣首先經(jīng)過(guò)預(yù)處理,去除顆粒物和水分,以避免堵塞吸附劑孔隙。預(yù)處理后的廢氣進(jìn)入吸附裝置,在吸附劑床層中進(jìn)行吸附凈化,凈化后的廢氣達(dá)標(biāo)排放。當(dāng)吸附劑達(dá)到飽和后,需要進(jìn)行脫附再生,恢復(fù)其吸附能力。脫附方式主要有熱空氣脫附、水蒸氣脫附等,脫附產(chǎn)生的高濃度廢氣可進(jìn)一步處理,如接入催化燃燒裝置進(jìn)行燃燒處理。
- 特點(diǎn)及適用范圍
特點(diǎn):吸附效率高,對(duì)低濃度廢氣處理效果好;工藝成熟,操作簡(jiǎn)單;但吸附劑需要定期更換或再生,運(yùn)行成本較高。
適用范圍:適用于廢氣中 VOCs 濃度較低(一般小于 1000mg/m3)、處理規(guī)模不大的吹膜企業(yè)。
(二)催化燃燒法
- 工藝原理
在催化劑的作用下,VOCs 在較低的溫度(200-400℃)下發(fā)生氧化反應(yīng),生成二氧化碳和水,同時(shí)釋放出熱量。
- 工藝流程
廢氣預(yù)處理后進(jìn)入催化燃燒裝置,首先經(jīng)過(guò)換熱器預(yù)熱,達(dá)到催化劑起燃溫度后,在催化床層發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)后的高溫氣體經(jīng)換熱器回收熱量后排放。部分熱量可用于預(yù)熱廢氣,降低能耗。
- 特點(diǎn)及適用范圍
特點(diǎn):凈化效率高,可達(dá) 95% 以上;能耗較低,運(yùn)行成本相對(duì)較低;無(wú)二次污染。但催化劑易受廢氣中雜質(zhì)(如粉塵、重金屬等)影響而失活,需要嚴(yán)格的廢氣預(yù)處理。
適用范圍:適用于中高濃度(1000-5000mg/m3)的吹膜廢氣處理,尤其適合連續(xù)排放的廢氣。
三、吹膜廢氣處理工藝組合方案
在實(shí)際應(yīng)用中,單一的處理工藝往往難以滿足復(fù)雜的廢氣處理要求,因此常采用組合工藝,以提高凈化效率,降低運(yùn)行成本。以下是幾種常見(jiàn)的組合工藝方案:
(一)吸附 – 催化燃燒組合工藝
對(duì)于低濃度、大風(fēng)量的吹膜廢氣,先采用活性炭吸附濃縮,將低濃度廢氣中的 VOCs 富集到活性炭表面,形成高濃度、小風(fēng)量的廢氣。然后對(duì)飽和的活性炭進(jìn)行熱空氣脫附,脫附出的高濃度廢氣接入催化燃燒裝置進(jìn)行燃燒處理。該組合工藝充分發(fā)揮了吸附法對(duì)低濃度廢氣處理的優(yōu)勢(shì)和催化燃燒法高效、節(jié)能的特點(diǎn),適用于大多數(shù)吹膜企業(yè)。
(二)等離子體 – 光催化氧化組合工藝
對(duì)于含有異味物質(zhì)和部分 VOCs 的低濃度廢氣,可先采用等離子體法破壞廢氣中的大分子結(jié)構(gòu),降低廢氣的異味和部分 VOCs 濃度,然后再利用光催化氧化法進(jìn)一步分解剩余的污染物,確保廢氣達(dá)標(biāo)排放。該組合工藝具有處理效率高、設(shè)備占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
(三)預(yù)處理 – 吸附 – 等離子體組合工藝
對(duì)于含有顆粒物和水分的吹膜廢氣,首先進(jìn)行預(yù)處理,通過(guò)過(guò)濾、冷凝等方式去除顆粒物和水分,以保證后續(xù)吸附和等離子體處理設(shè)備的正常運(yùn)行。預(yù)處理后的廢氣進(jìn)入吸附裝置去除大部分 VOCs,然后再通過(guò)等離子體設(shè)備進(jìn)一步凈化,確保廢氣中的污染物濃度低于排放標(biāo)準(zhǔn)。
四、吹膜廢氣處理工藝的設(shè)計(jì)與運(yùn)行要點(diǎn)
(一)工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)
廢氣收集:采用合理的集氣罩和管道設(shè)計(jì),確保廢氣收集效率,減少無(wú)組織排放。集氣罩應(yīng)盡可能靠近污染源,根據(jù)吹膜機(jī)的結(jié)構(gòu)和廢氣排放特點(diǎn),選擇合適的集氣方式(如側(cè)吸式、頂吸式等)。
預(yù)處理設(shè)計(jì):根據(jù)廢氣中的顆粒物和水分含量,選擇合適的預(yù)處理設(shè)備,如過(guò)濾器、干燥器等,確保進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)備的廢氣符合要求。
設(shè)備選型:根據(jù)廢氣的成分、濃度、處理規(guī)模等因素,選擇合適的處理設(shè)備型號(hào)和規(guī)格。同時(shí),要考慮設(shè)備的占地面積、安裝調(diào)試難度、運(yùn)行維護(hù)成本等因素。
安全設(shè)計(jì):對(duì)于涉及易燃易爆物質(zhì)的廢氣處理工藝,如催化燃燒法,必須采取相應(yīng)的安全措施,如設(shè)置防爆裝置、溫度監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)等,確保生產(chǎn)安全。
(二)運(yùn)行管理要點(diǎn)
操作培訓(xùn):對(duì)操作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn),使其熟悉廢氣處理工藝的原理、流程和設(shè)備的操作方法,能夠正確處理設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。
日常維護(hù):定期對(duì)處理設(shè)備進(jìn)行檢查、維護(hù)和保養(yǎng),如更換吸附劑、清洗過(guò)濾器、檢查催化劑活性等,確保設(shè)備的正常運(yùn)行和處理效率。
監(jiān)測(cè)與檢測(cè):建立完善的廢氣監(jiān)測(cè)制度,定期對(duì)廢氣的排放濃度、處理效率等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并調(diào)整處理工藝參數(shù)。
能耗管理:優(yōu)化處理工藝的運(yùn)行參數(shù),如控制吸附劑的再生周期、催化燃燒的溫度等,降低設(shè)備的能耗,提高能源利用效率。