Mesin ekstrusi: Bagaimana cara mengoptimalkan emisi VOC dalam industri plastik?

Mesin ekstrusi plastik yang dimodifikasi

Industrialisasi telah mendorong masyarakat manusia maju, dan sementara kita menikmati keuntungan yang dibawanya, insiden kabut asap London tahun 1952 membawa kita kembali ke kenyataan.
Seiring berjalannya waktu, konsumen, pekerja, dan politisi menjadi semakin
sadar akan gas limbah industri.

Pengenalan kebijakan baru juga telah mendorong industri plastik modifikasi untuk beralih ke perlindungan lingkungan.
Namun bagaimana kita dapat mengoptimalkan emisi VOC secara efisien dalam industri plastik yang dimodifikasi?
Sekarang ikuti langkah saya untuk melihat metode pengolahan VOC utama industri, serta proses biologisnya.

Lini ekstrusi plastik PP/PE/PVC: Analisis emisi VOC

VOC terutama dihasilkan dalam proses peleburan dan proses pendinginan ekstruder dalam proses modifikasi pencampuran bersama, dan lokasi penghasil polusi utama berada di dekat kepala cetakan ekstruder. Komposisi gas buang yang dihasilkan dalam proses modifikasi berbeda untuk bahan dasar yang berbeda.
polyethyleneEmisi gas buang (PE) didominasi oleh partikel (asap), hidrokarbon, dan hidrokarbon berat (minyak);
PolypropyleneEmisi gas buang (PP) didominasi oleh total hidrokarbon non-metana, hidrokarbon berat, propilena, formaldehida, asam akrilik, asetaldehida, dan aseton;
Polivinil klorida(PVC) gas buang didominasi oleh metilen klorida;
Konsentrasi berbagai polutan dalam gas buang produksi polistirena (HIPS) dan ABS sangat rendah (Suhu juga memiliki dampak besar pada jenis dan jumlah total gas buang yang dihasilkan selama proses produksi. Satu studi menyebutkan bahwa untuk pemrosesan homopolymer polipropilena, dengan suhu produksi masing-masing 205°C dan 319°C, yang terakhir menghasilkan total hidrokarbon non-metana delapan kali lebih banyak daripada pada 205°C, dengan 7.4 kali lebih banyak hidrokarbon berat dan 66.2 kali lebih banyak propilena daripada yang pertama.

Proses pengolahan gas buang umum

1.Gunakan resin dengan residu monomer rendah
Jika memungkinkan, pilih resin dengan kandungan monomer residu yang relatif rendah. Misalnya, kandungan monomer VC dalam resin PVC medis sangat rendah, dan kandungan VC dapat mencapai 1 ppm (mg/kg) (nilai normalnya adalah 5); untuk PP yang digunakan dalam panel interior mobil, pastikan untuk memilih resin dengan kandungan volatil molekul kecil yang rendah.
2. Penggunaan aditif dengan berat molekul lebih tinggi
Jika memungkinkan, gunakan aditif dengan berat molekul tinggi, sebaiknya aditif polimer, untuk memastikan bahwa aditif tersebut tidak menguap pada suhu pemrosesan maupun migrasi eksternal.
(1) Jika agen penggandeng diganti dengan suatu kompatibilizer, khususnya seperti polimer cangkok atau polimer cangkok, tetapi bagian cangkok maleat anhidrida mempunyai bau tertentu.
(2) Pelumas dengan poli pentaeritritol stearat (PETS), dll.; pemilihan dispersan dengan berat molekul lebih besar dari 5000 lilin polietilen (PE-WAX).
(3) Tahan api sejauh mungkin menggunakan jenis polimer, khususnya seperti polistirena bromin, resin epoksi bromin, dll.
3. Menambahkan adsorben
Ini mengacu pada penggunaan adsorben untuk menangkap atau menyerap molekul kecil organik yang tersisa dalam matriks resin untuk mencapai persyaratan pengendalian kandungan VOC. Metode adsorpsi dibagi menjadi dua kategori: adsorpsi reaksi kimia dan adsorpsi fisik. Bahan adsorpsi fisik yang umum adalah bahan berpori, seperti: zeolit, karbon aktif, saringan molekuler, diatomit, dll.
Adsorpsi reaksi kimia merupakan metode menghilangkan VOC dari bahan dengan menambahkan aditif yang bereaksi dengan VOC untuk menghasilkan senyawa dengan massa molekul relatif lebih besar yang tidak akan menguap dalam kondisi penggunaan normal (misalnya, di bawah 100 °C) atau dengan menghasilkan gas yang lebih mudah menguap.
4. Kontrol kondisi pemrosesan
(1) Produksi suhu rendah: Di bawah premis memastikan plastisisasi penuh produk, suhu pemrosesan lebih rendah, sehingga mengurangi pembentukan zat dekomposisi molekul kecil.
(2) Evakuasi multi-tahap: tingkatkan jumlah evakuasi, yang dapat mencapai 3 atau bahkan 4 tahap, untuk menghilangkan molekul kecil volatil yang dihasilkan pada waktunya.

5. Mengurangi penggunaan bahan berbasis pelarut organik
(1) Pelapis berbahan dasar air: air sebagai media dispersi, bukan pelarut organik yang mudah menguap. Teknologi saat ini masih perlu mengandung sekitar 20% pelarut eter dan alkohol, dan hanya dapat dianggap sebagai pelapis VOC rendah, bukan pelapis bebas VOC.
(2) Pelapisan bubuk padat: tanpa pelarut organik, emisi VOC nol.
(3) pelapis pengawetan cahaya: bahan pembentuk film mengandalkan pencetakan reaksi pengawetan cahaya, dapat mengurangi penggunaan pelarut organik, tetapi seringkali perlu mengandung sekitar 30% pelarut organik.
(4) Perekat berbahan dasar air dan bahan pelepas berbahan dasar air: saat ini tersedia produk pelarut organik dengan kandungan rendah.
6. Pengukusan kering suhu tinggi
Setelah matriks plastik melewati ekstruder sekrup ganda dan pelet, matriks tersebut diangkut ke sistem pengolahan VOC, di mana matriks tersebut dipanaskan pada suhu 80-120°C untuk membuat zat-zat VOC (benzena, toluena, etilbenzena, dan zat-zat hidrokarbon lainnya) yang diserap oleh partikel plastik dikukus kering sebersih mungkin. Waktu pengukusan kering bergantung pada suhu, yang tinggi dan rendah, biasanya sekitar 3 jam. Saat ini, perusahaan modifikasi besar pada dasarnya menggunakan metode ini.

Proses pengolahan gas limbah biologis

Pendekatan biologis dapat dilakukan karena dua alasan:
① Konsentrasi gas buang sangat rendah, dan konsentrasi bau yang dipilih sangat berkurang setelah metode biologis menghilangkan polutan dengan biodegradabilitas tinggi dari gas buang, sehingga standar emisi dapat dipenuhi;
②Sejumlah kecil hidrokarbon rantai pendek dan metilen klorida akan diserap oleh bahan-bahan seperti arang bambu dalam bahan pengisi, dan mungkin sebagian atau seluruhnya didegradasi oleh mikroorganisme secara perlahan.

Pengumpulan gas buang → menara semprot → penghilang lemak elektrostatik → kipas → filtrasi biologis / karbon aktif → memenuhi standar emisi

Setelah gas limbah organik dikumpulkan oleh sistem pengumpulan, gas tersebut memasuki menara scrubber, dan suhu gas limbah dikurangi dengan penyemprotan air yang bersirkulasi, sementara sebagian besar partikel dan polutan dengan titik didih tinggi (seperti hidrokarbon berat) dalam gas limbah dihilangkan. Setelah gas limbah keluar dari menara scrubber, gas tersebut memasuki peralatan penghilang minyak elektrostatik, yang selanjutnya menghilangkan partikel dan hidrokarbon berat (minyak) dalam gas limbah dan menyediakan kondisi untuk proses selanjutnya.
Gas buangan tersebut kemudian dikirim ke unit biologis, di mana ia memasuki biofilter setelah tangki pra-pencucian, pendinginan dan pelembapan lebih lanjut, dan melewati lapisan filter yang dibasahi, berpori, dan terisi mikroba aktif, di mana mikroorganisme dalam lapisan tersebut menyerap, menyerap, dan menurunkan polutan dalam gas buang organik, menguraikannya menjadi karbon dioksida, air, dan zat-zat anorganik lainnya.
(1) Menara pendingin
Tujuan utama dari proses penyemprotan adalah untuk mengurangi suhu gas buangan, di satu sisi, sehingga suhu gas memenuhi persyaratan masuk pengolahan biologis; di sisi lain, saat suhu menurun, sebagian besar hidrokarbon berat, asam akrilik, aseton, metilen klorida, dan zat lain dalam fase gas diubah menjadi bentuk cair, sehingga mengurangi beban polusi.



(2)Perangkat penghilang minyak elektrostatik
Gas buangan dari menara semprot perlu dihilangkan sebanyak mungkin kelembapannya dari gas buang sebelum memasuki unit penghilangan minyak. Proses penghilangan minyak terutama menghilangkan tetesan minyak sisa dalam gas buang, terutama menggunakan penghilangan minyak elektrostatik. Prinsip kerjanya adalah gas buang dimasukkan ke medan listrik bertegangan tinggi, yang menyebabkan tetesan minyak dalam gas buang terisi. Tetesan minyak yang terisi bergerak menuju kutub pengumpul debu di bawah gaya medan listrik dan diendapkan, sehingga menghilangkan tetesan minyak dari gas buang. Penghilangan minyak elektrostatik memiliki keunggulan efisiensi pemurnian yang tinggi, kehilangan resistansi yang kecil, dan rentang perawatan gas bervolume besar.

(3) Alat biofiltrasi
Filtrasi biologis adalah metode pengolahan yang aman, andal, dan ramah lingkungan, yang prinsipnya adalah mengumpulkan gas buangan dari berbagai sumber polusi dan mengirimkannya ke biofilter secara terpusat. Setelah gas buangan dilembabkan dan dihilangkan debunya, gas tersebut melewati lapisan pengisi mikroba yang basah, berpori, dan aktif, pertama-tama, pengisi dan biofilm menyerap polutan, kemudian mikroorganisme khusus yang menempel di dalam dan luar pengisi menyerap dan mendegradasi polutan, menguraikan polutan menjadi CO2, H2O, SO, NO dan zat anorganik sederhana lainnya yang tidak beracun dan tidak berbahaya, SO42-, NO3- dan zat anorganik sederhana lainnya yang tidak beracun dan tidak berbahaya.
VOC rendah tidak hanya melindungi kesehatan pekerja, tetapi juga salah satu kriteria pabrik yang baik.
“Air hijau dan gunung hijau adalah gunung perak dari emas”, dengan meningkatnya kesadaran akan perlindungan lingkungan, saya percaya industri plastik yang dimodifikasi akan terus bertransisi ke arah hijau.