Máy đùn: Làm thế nào để tối ưu hóa việc phát thải VOC trong ngành nhựa?

Máy đùn nhựa cải tiến

Công nghiệp hóa đã thúc đẩy xã hội loài người tiến lên, và trong khi chúng ta đang tận hưởng những lợi ích mà nó mang lại, thì sự cố khói bụi ở London năm 1952 đã kéo chúng ta trở về với thực tại.
Theo thời gian, người tiêu dùng, công nhân và chính trị gia ngày càng trở nên
có ý thức về khí thải công nghiệp.

Việc ban hành các chính sách mới cũng thúc đẩy ngành nhựa biến đổi chuyển sang bảo vệ môi trường.
Nhưng làm thế nào chúng ta có thể tối ưu hóa hiệu quả lượng khí thải VOC trong ngành nhựa biến tính?
Bây giờ hãy theo dõi các bước của tôi để xem xét các phương pháp xử lý VOC chính thống trong ngành cũng như quy trình sinh học.

Dây chuyền đùn nhựa PP/PE/PVC: Phân tích phát thải VOC

VOC chủ yếu được tạo ra trong quá trình nóng chảy và quá trình làm mát của máy đùn trong quá trình biến tính đồng pha trộn, và vị trí tạo ra ô nhiễm chính là gần đầu khuôn của máy đùn. Thành phần khí thải tạo ra trong quá trình biến tính là khác nhau đối với các vật liệu cơ bản khác nhau.
polyethyleneKhí thải sản xuất (PE) chủ yếu là các hạt vật chất (khói), hydrocarbon và hydrocarbon nặng (dầu);
polypropyleneKhí thải sản xuất (PP) chủ yếu là hydrocarbon tổng số không phải metan, hydrocarbon nặng, propylen, formaldehyde, axit acrylic, acetaldehyde và acetone;
Polyvinyl cloruaKhí thải sản xuất (PVC) chủ yếu là methylene chloride;
Nồng độ các chất ô nhiễm khác nhau trong khí thải của quá trình sản xuất polystyrene (HIPS) và ABS rất thấp (Nhiệt độ cũng có tác động lớn đến loại và tổng lượng khí thải được tạo ra trong quá trình sản xuất. Một nghiên cứu đã đề cập rằng đối với quá trình xử lý homopolymer polypropylene, với nhiệt độ sản xuất lần lượt là 205°C và 319°C, quá trình sau tạo ra tổng lượng hydrocarbon không phải metan nhiều gấp tám lần so với ở 205°C, với lượng hydrocarbon nặng nhiều gấp 7.4 lần và lượng propylene nhiều gấp 66.2 lần so với quá trình trước.

Các quy trình xử lý khí thải phổ biến

1.Sử dụng nhựa có lượng monome dư thừa thấp
Trong khả năng có thể, hãy chọn loại nhựa có hàm lượng monome dư tương đối thấp. Ví dụ, hàm lượng monome VC trong nhựa PVC y tế rất thấp, hàm lượng VC có thể đạt tới 1ppm (mg/kg) (giá trị bình thường là 5); đối với PP dùng trong tấm ốp nội thất ô tô, hãy chắc chắn chọn loại nhựa có hàm lượng chất dễ bay hơi phân tử nhỏ thấp.
2.Sử dụng phụ gia có trọng lượng phân tử cao hơn
Trong khả năng có thể, hãy sử dụng các chất phụ gia có trọng lượng phân tử cao, tốt nhất là các chất phụ gia polyme, để đảm bảo chúng không bị bay hơi ở nhiệt độ xử lý cũng như sự di chuyển bên ngoài.
(1) Nếu tác nhân ghép nối được thay đổi thành chất tương hợp, cụ thể như polyme ghép hoặc polyme ghép, nhưng phần ghép maleic anhydride có mùi nhất định.
(2) Chất bôi trơn có poly pentaerythritol stearate (PETS), v.v.; chất phân tán có trọng lượng phân tử lớn hơn 5000 sáp polyethylene (PE-WAX).
(3) Chất chống cháy càng nhiều càng tốt, cụ thể là loại polyme như polystyren brom hóa, nhựa epoxy brom hóa, v.v.
3. Thêm chất hấp thụ
Là phương pháp sử dụng chất hấp phụ để thu giữ hoặc hấp phụ các phân tử hữu cơ nhỏ còn sót lại trong ma trận nhựa để đạt được yêu cầu kiểm soát hàm lượng VOC. Phương pháp hấp phụ được chia thành hai loại: hấp phụ phản ứng hóa học và hấp phụ vật lý. Vật liệu hấp phụ vật lý phổ biến là vật liệu xốp, chẳng hạn như: zeolit, than hoạt tính, rây phân tử, diatomit, v.v.
Hấp phụ phản ứng hóa học là phương pháp loại bỏ VOC khỏi vật liệu bằng cách thêm các chất phụ gia phản ứng với VOC để tạo ra hợp chất có khối lượng phân tử tương đối lớn hơn, không bay hơi trong điều kiện sử dụng bình thường (ví dụ: dưới 100 °C) hoặc bằng cách tạo ra khí dễ bay hơi hơn.
4. Kiểm soát điều kiện chế biến
(1) Sản xuất ở nhiệt độ thấp: Với tiền đề đảm bảo quá trình dẻo hóa hoàn toàn của sản phẩm, nhiệt độ gia công thấp hơn, do đó làm giảm việc tạo ra các chất phân hủy phân tử nhỏ.
(2) Hút nhiều giai đoạn: tăng số lần hút, có thể đạt tới 3 hoặc thậm chí 4 giai đoạn, để loại bỏ các chất dễ bay hơi phân tử nhỏ sinh ra kịp thời.

5. Giảm thiểu việc sử dụng vật liệu gốc dung môi hữu cơ
(1) Sơn gốc nước: nước là môi trường phân tán thay cho dung môi hữu cơ dễ bay hơi, công nghệ hiện tại vẫn cần chứa khoảng 20% ​​dung môi ete và cồn, chỉ có thể được coi là sơn VOC thấp, không phải sơn không chứa VOC.
(2) Lớp phủ bột rắn: không chứa bất kỳ dung môi hữu cơ nào, không phát thải VOC.
(3) Lớp phủ quang hóa: vật liệu tạo màng dựa vào phản ứng đúc quang hóa, có thể giảm việc sử dụng dung môi hữu cơ, nhưng thường cần chứa khoảng 30% dung môi hữu cơ.
(4) Keo dán gốc nước và chất chống dính gốc nước: hiện nay là các sản phẩm có hàm lượng dung môi hữu cơ thấp.
6. Hấp khô ở nhiệt độ cao
Sau khi ma trận nhựa đi qua máy đùn trục vít đôi và máy tạo viên, nó được vận chuyển đến hệ thống xử lý VOC, tại đây nó được gia nhiệt ở nhiệt độ 80-120°C để làm cho các chất VOC (benzen, toluen, etylbenzen và các chất hydrocarbon khác) được hấp thụ bởi các hạt nhựa được hấp khô càng sạch càng tốt. Thời gian hấp khô phụ thuộc vào nhiệt độ, cao và thấp, thường là khoảng 3 giờ. Hiện nay, các doanh nghiệp cải tiến lớn về cơ bản đều sử dụng phương pháp này.

Quy trình xử lý khí thải sinh học

Phương pháp sinh học khả thi vì hai lý do:
① Nồng độ khí thải rất thấp, nồng độ mùi được lựa chọn giảm đáng kể sau khi phương pháp sinh học loại bỏ các chất ô nhiễm có khả năng phân hủy sinh học cao khỏi khí thải, do đó có thể đạt được tiêu chuẩn khí thải;
②Một lượng nhỏ hydrocarbon mạch ngắn và methylene chloride sẽ được hấp thụ bởi các vật liệu như than tre trong chất độn và có thể bị vi sinh vật phân hủy một phần hoặc toàn bộ chậm.

Thu gom khí thải → tháp phun → tẩy dầu mỡ tĩnh điện → quạt → lọc sinh học / than hoạt tính → đạt tiêu chuẩn khí thải

Sau khi khí thải hữu cơ được thu gom bởi hệ thống thu gom, khí thải sẽ đi vào tháp lọc, nhiệt độ của khí thải sẽ giảm xuống bằng cách phun nước tuần hoàn, trong khi hầu hết các hạt và chất gây ô nhiễm có điểm sôi cao (như hydrocarbon nặng) trong khí thải sẽ được loại bỏ. Sau khi khí thải ra khỏi tháp lọc, khí thải sẽ đi vào thiết bị loại bỏ dầu tĩnh điện, thiết bị này sẽ loại bỏ thêm các hạt và hydrocarbon nặng (dầu) trong khí thải và cung cấp các điều kiện cho quá trình tiếp theo.
Khí thải sau đó được đưa đến bộ phận sinh học, tại đây khí thải đi vào bộ lọc sinh học sau bể rửa sơ bộ, tiếp tục được làm mát và tạo ẩm, rồi đi qua lớp lọc ướt, xốp và chứa đầy vi khuẩn hoạt động, tại đây các vi sinh vật trong lớp này sẽ hấp thụ, hấp thụ và phân hủy các chất ô nhiễm trong khí thải hữu cơ, phân hủy chúng thành carbon dioxide, nước và các chất vô cơ khác.
(1) Tháp giải nhiệt
Mục đích chính của quá trình phun là để giảm nhiệt độ của khí thải, một mặt, để nhiệt độ của khí đáp ứng các yêu cầu đầu vào của quá trình xử lý sinh học; mặt khác, khi nhiệt độ giảm, hầu hết các hydrocacbon nặng, axit acrylic, axeton, methylene chloride và các chất khác trong pha khí được chuyển thành dạng lỏng, do đó làm giảm tải lượng ô nhiễm.



(2) Thiết bị loại bỏ dầu tĩnh điện
Khí thải từ tháp phun cần phải loại bỏ càng nhiều độ ẩm khỏi khí thải càng tốt trước khi đi vào bộ phận khử dầu. Quá trình loại bỏ dầu chủ yếu loại bỏ các giọt dầu còn sót lại trong khí thải, chủ yếu sử dụng loại bỏ dầu tĩnh điện. Nguyên lý hoạt động là khí thải được đưa vào trường điện áp cao, khiến các giọt dầu trong khí thải được tích điện. Các giọt dầu tích điện di chuyển về phía cực thu bụi dưới lực trường điện và được lắng đọng, do đó loại bỏ các giọt dầu khỏi khí thải. Loại bỏ dầu tĩnh điện có ưu điểm là hiệu quả lọc cao, tổn thất điện trở nhỏ và phạm vi xử lý khí lớn.

(3) Thiết bị lọc sinh học
Lọc sinh học là phương pháp xử lý an toàn, đáng tin cậy và thân thiện với môi trường, nguyên lý là thu gom khí thải từ nhiều nguồn ô nhiễm khác nhau và đưa đến bộ lọc sinh học tập trung. Sau khi khí thải được làm ẩm và khử bụi, nó đi qua lớp đệm vi khuẩn ướt, xốp và hoạt động, trước tiên, chất độn và màng sinh học hấp thụ các chất ô nhiễm, sau đó các vi sinh vật chuyên biệt gắn bên trong và bên ngoài chất độn hấp thụ và phân hủy các chất ô nhiễm, phân hủy các chất ô nhiễm thành CO2, H2O, SO, NO và các chất vô cơ đơn giản không độc hại và vô hại khác, SO42-, NO3- và các chất vô cơ đơn giản không độc hại và vô hại khác.
Hàm lượng VOC thấp không chỉ bảo vệ sức khỏe người lao động mà còn là một trong những tiêu chí đánh giá một nhà máy tốt.
“Nước xanh, núi xanh là núi bạc vàng”, với nhận thức ngày càng cao về bảo vệ môi trường, tôi tin rằng ngành nhựa biến tính sẽ tiếp tục chuyển đổi sang xanh.