Экструзионная машина: как оптимизировать выбросы ЛОС в пластмассовой промышленности?

Модифицированная машина для экструзии пластика

Индустриализация двигала человеческое общество вперед, и пока мы наслаждались ее плодами, лондонский смог 1952 года вернул нас к реальности.
С течением времени потребители, рабочие и политики становятся все более и более
осознавая опасность промышленных отходящих газов.

Введение новой политики также подтолкнуло отрасль по производству модифицированных пластмасс к переходу на защиту окружающей среды.
Но как можно эффективно оптимизировать выбросы ЛОС в отрасли по производству модифицированных пластиков?
Теперь следуйте моему примеру и рассмотрите основные методы переработки ЛОС в отрасли, а также биологические процессы.

Линия экструзии пластика ПП/ПЭ/ПВХ: Анализ выбросов ЛОС

ЛОС в основном образуются в процессе плавления и охлаждения экструдера в процессе модификации со смешиванием, а основное место образования загрязнения находится вблизи головки экструдера. Состав отработанного газа, образующегося в процессе модификации, отличается для разных базовых материалов.
полиэтиленв выхлопных газах производства (ПЭ) преобладают твердые частицы (дым), углеводороды и тяжелые углеводороды (нефть);
полипропиленВ выбросах производства ПП преобладают неметановые углеводороды, тяжелые углеводороды, пропилен, формальдегид, акриловая кислота, ацетальдегид и ацетон;
Поливинил хлоридВ выбросах производства ПВХ преобладает метиленхлорид;
Концентрации различных загрязняющих веществ в отходящих газах производства полистирола (HIPS) и АБС очень низкие (температура также оказывает большое влияние на тип и общее количество отходящих газов, образующихся в процессе производства). В одном исследовании упоминается, что при переработке гомополимера полипропилена при температурах производства 205°C и 319°C соответственно последний производит в восемь раз больше неметановых углеводородов, чем при 205°C, при этом в 7.4 раза больше тяжелых углеводородов и в 66.2 раза больше пропилена, чем первый.

Распространенные процессы очистки отходящих газов

1.Используйте смолу с низким содержанием остатка мономера.
По возможности выбирайте смолу с относительно низким содержанием остаточных мономеров. Например, содержание мономера VC в медицинской ПВХ-смоле очень низкое, и содержание VC может достигать 1 ppm (мг/кг) (нормальное значение — 5); для PP, используемого в панелях салона автомобиля, обязательно выбирайте смолу с низким содержанием летучих веществ с малыми молекулами.
2.Использование добавок с более высокой молекулярной массой
По возможности используйте добавки с высокой молекулярной массой, предпочтительно полимерные добавки, чтобы гарантировать, что они не испаряются при температуре обработки, а также не мигрируют наружу.
(1) Если связующий агент заменен на компатибилизатор, в частности, такой как привитой полимер или привитой полимер, но привитая часть малеинового ангидрида имеет определенный запах.
(2) Смазка со стеаратом полипентаэритрита (ПЭТС) и т. д.; выбор диспергатора с молекулярной массой более 5000 полиэтиленовый воск (ПЭ-ВАКС).
(3) По возможности следует использовать огнестойкие полимерные материалы, в частности, бромированный полистирол, бромированную эпоксидную смолу и т. д.
3. Добавление адсорбента
Это относится к использованию адсорбентов для захвата или адсорбции остаточных органических малых молекул в матрице смолы для достижения требования контроля содержания ЛОС. Метод адсорбции делится на две категории: адсорбция химической реакцией и физическая адсорбция. Обычными физическими адсорбционными материалами являются пористые материалы, такие как: цеолит, активированный уголь, молекулярное сито, диатомит и т. д.
Химическая реакция адсорбции — это метод устранения ЛОС из материалов путем добавления добавок, которые реагируют с ЛОС, образуя соединение с большей относительной молекулярной массой, которое не будет улетучиваться при нормальных условиях использования (например, ниже 100 °C) или путем образования более летучего газа.
4. Контроль условий обработки
(1) Низкотемпературное производство: для обеспечения полной пластификации изделий температура обработки ниже, что снижает образование низкомолекулярных продуктов распада.
(2) Многоступенчатая откачка: увеличьте количество ступеней откачки, которое может достигать 3 или даже 4 ступеней, чтобы удалить образующиеся со временем летучие вещества с малыми молекулами.

5. Сократить использование материалов на основе органических растворителей.
(1) Покрытия на водной основе: вода в качестве дисперсионной среды вместо органических летучих растворителей, современная технология по-прежнему требует содержания около 20% эфирных и спиртовых растворителей, могут считаться только покрытиями с низким содержанием ЛОС, а не покрытиями без ЛОС.
(2) Твердое порошковое покрытие: без органических растворителей, с нулевым выбросом ЛОС.
(3) светоотверждаемые покрытия: пленкообразующие материалы, основанные на реакции светоотверждения, могут сократить использование органических растворителей, но часто должны содержать около 30% органических растворителей.
(4) Клеи и разделительные составы на водной основе: в настоящее время доступны продукты с низким содержанием органических растворителей.
6. Высокотемпературная сухая обработка паром
После того, как пластиковая матрица проходит через двухшнековый экструдер и гранулятор, она транспортируется в систему обработки ЛОС, где нагревается до 80-120°C, чтобы максимально очистить адсорбированные пластиковыми частицами ЛОС (бензол, толуол, этилбензол и другие углеводородные вещества). Время сухого пропаривания зависит от температуры, которая бывает высокой и низкой, обычно около 3 часов. В настоящее время крупные предприятия по модификации в основном используют этот метод.

Процесс биологической очистки отходящих газов

Биологический подход возможен по двум причинам:
① Концентрация выхлопных газов очень низкая, а концентрация выделенного запаха значительно снижается после того, как биологический метод удаляет из выхлопных газов загрязняющие вещества с высокой биоразлагаемостью, благодаря чему может быть соблюден стандарт выбросов;
②Небольшие количества короткоцепочечных углеводородов и метиленхлорида будут адсорбироваться такими материалами, как бамбуковый уголь в наполнителе, и могут частично или полностью медленно разлагаться микроорганизмами.

Сбор отработанных газов → распылительная башня → электростатическое обезжиривание → вентилятор → биологическая фильтрация / активированный уголь → соответствие нормативам выбросов

После того, как органический отработанный газ собран системой сбора, он поступает в скрубберную башню, и температура отработанного газа снижается за счет распыления циркулирующей воды, в то время как большая часть частиц и загрязняющих веществ с высокой температурой кипения (таких как тяжелые углеводороды) в отработанном газе удаляется. После того, как отработанный газ выходит из скрубберной башни, он поступает в электростатическое оборудование для удаления масла, которое дополнительно удаляет частицы и тяжелые углеводороды (масло) в отработанном газе и обеспечивает условия для последующего процесса.
Затем отработавший газ направляется в биологическую установку, где после предварительной промывки, дальнейшего охлаждения и увлажнения поступает в биофильтр и проходит через смачиваемый, пористый и активный микробный фильтрующий слой, где микроорганизмы в слое адсорбируют, поглощают и разлагают загрязняющие вещества в органических отработавших газах, разлагая их на углекислый газ, воду и другие неорганические вещества.
(1) Градирня
Основной целью процесса распыления является, с одной стороны, снижение температуры отходящего газа, чтобы температура газа соответствовала входным требованиям биологической очистки; с другой стороны, при снижении температуры большая часть тяжелых углеводородов, акриловой кислоты, ацетона, метиленхлорида и других веществ в газовой фазе переходят в жидкую форму, тем самым снижая нагрузку загрязнения.



(2)Электростатическое устройство для удаления масла
Выпускной газ из распылительной башни должен иметь как можно больше влаги, удаленной из выхлопного газа, прежде чем он попадет в установку обезжиривания. Процесс удаления масла в основном удаляет остаточные капли масла в выхлопном газе, в основном с помощью электростатического удаления масла. Принцип работы заключается в том, что выхлопной газ вводится в электрическое поле высокого напряжения, которое заставляет капли масла в выхлопном газе заряжаться. Заряженные капли масла движутся к полюсу сбора пыли под действием силы электрического поля и осаждаются, таким образом удаляя капли масла из выхлопного газа. Электростатическое удаление масла имеет преимущества высокой эффективности очистки, малой потери сопротивления и большого объема диапазона обработки газа.

(3) Устройство биофильтрации
Биологическая фильтрация - это безопасный, надежный и экологически чистый метод очистки, принцип которого заключается в сборе отработанного газа из различных источников загрязнения и отправке его в биофильтр централизованно. После увлажнения и обеспыливания отработанный газ проходит через влажный, пористый и активный слой микробного наполнителя, сначала наполнитель и биопленка адсорбируют загрязняющие вещества, затем специализированные микроорганизмы, прикрепленные внутри и снаружи наполнителя, поглощают и разлагают загрязняющие вещества, разлагая загрязняющие вещества на CO2, H2O, SO, NO и другие нетоксичные и безвредные простые неорганические вещества, SO42-, NO3- и другие нетоксичные и безвредные простые неорганические вещества.
Низкий уровень ЛОС — это не только защита здоровья работников, но и один из критериев хорошего завода.
«Зеленая вода и зеленая гора — это серебряная гора золота». Я считаю, что с ростом осведомленности о защите окружающей среды отрасль по производству модифицированных пластиков продолжит переход на экологически чистые технологии.