时间: 2025-09-02 06:49:06 | 作者: 设备车间
合成材料厂是生产人工合成高分子材料的工业场所,通过化学合成或物理加工等工艺,将基础化工原料转化为具有特定性能的材料,大范围的应用于包装、建筑、汽车、电子、医疗、纺织等众多领域。
塑料厂:生产聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等通用塑料,以及聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)等工程塑料。
橡胶厂:生产天然橡胶加工制品及合成橡胶(如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶)。
复合材料厂:生产由两种或多种材料复合而成的新型材料,如玻璃纤维增强塑料(FRP)、碳纤维复合材料等。
合成材料生产的基本工艺复杂,涉及聚合、缩聚、共聚等化学反应,以及熔融、挤出、注塑、硫化等工艺流程,每个环节都会产生不一样的废气,其中挥发性有机物(VOCs)、有毒气体及粉尘是主要污染物,需进行严格治理。
聚合反应环节:在合成树脂、合成橡胶、合成纤维的聚合反应过程中,单体(如乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯)未完全反应会挥发形成废气;反应中使用的引发剂、催化剂、溶剂(如苯、甲苯、二甲苯、环己烷)也会随反应尾气排放,产生大量 VOCs。例如,PVC 生产中氯乙烯单体的逸散,苯乙烯聚合时未反应单体的挥发。
熔融加工环节:塑料、橡胶在挤出、注塑、吹塑等工艺流程中,因高温导致材料分解或添加剂(如增塑剂、稳定剂、阻燃剂)挥发,产生有机废气和少量有毒气体。如 PVC 加工时,增塑剂邻苯二甲酸酯类物质易挥发,同时高温下可能释放氯化氢(HCl)气体。
硫化与固化环节:橡胶制品硫化过程中,会释放硫化氢(H₂S)、二氧化硫(SO₂)及硫化促进剂挥发物(如胺类、硫醇类);复合材料固化时,树脂(如环氧树脂、不饱和聚酯树脂)中的固化剂、稀释剂(如苯乙烯)会挥发产生 VOCs。
溶剂回收与提纯环节:生产的全部过程中回收溶剂(如丙酮、乙醇、乙酸乙酯)时,蒸馏、精馏操作会导致部分溶剂挥发;产品提纯、洗涤过程也会产生含溶剂的废气。
原料储存与运输环节:单体、溶剂等原料在储罐储存、管道输送时,因呼吸作用或泄漏会释放有机废气;固体原料(如塑料颗粒、橡胶粉)在搬运、筛分过程中会产生粉尘。
VOCs 种类多、浓度高:合成材料厂废气中含有大量烷烃、烯烃、芳烃、卤代烃等 VOCs,部分企业(如树脂厂、橡胶厂)废气中 VOCs 浓度可达数千甚至数万毫克每立方米,且成分复杂,多种污染物混合排放,治理难度大。
有毒有害性突出:废气中的氯乙烯、苯乙烯、甲醛等物质具有致癌性;氯化氢、硫化氢、二氧化硫等气体具有强腐蚀性和刺激性,对人体呼吸系统、神经系统危害极大;某些添加剂(如含磷、含卤素的阻燃剂)挥发物还可能破坏臭氧层或产生持久性有机污染物。
易燃易爆风险高:多数 VOCs(如乙烯、丙烯、苯)属于易燃易爆物质,当废气在密闭空间中达到一定浓度,遇到火源或静电时易发生燃烧、爆炸事故,安全生产规格要求高。
部分废气伴有异味:硫化氢、硫醇、胺类等物质具有着强烈恶臭,即使浓度很低也能被感知,易引发周边居民投诉,影响企业形象。
排放具有连续性与波动性:大型合成材料厂多为连续生产,废气持续排放;而中小型企业或间歇生产工序(如 batch 聚合、硫化)废气排放量和浓度波动较大,对处理系统的适应性要求较高。
冷凝回收:对于高浓度(>5000mg/m³)、单一或沸点较高的 VOCs(如苯乙烯、邻苯二甲酸酯),先采用冷凝法回收,通过低温冷凝使部分 VOCs 液化,回收效率可达 80%-95%,既减少污染又回收原料,降低生产成本。
吸附浓缩:对于大风量、低浓度 VOCs,采用活性炭或沸石转轮吸附浓缩,将废气浓度提高 10-20 倍,减少后续处理设备规模和能耗。
催化燃烧法:适用于中高浓度 VOCs 废气,在催化剂作用下,VOCs 在 200-400℃下氧化分解为二氧化碳和水,净化效率可达 95% 以上,能耗较低,适用于连续稳定排放的废气(如聚合反应尾气)。
蓄热式热力焚烧炉(RTO):对于成分复杂、浓度波动大的 VOCs 废气,采用 RTO 在 800-850℃高温下焚烧,净化效率>99%,蓄热体回收热量,热效率可达 90% 以上,适合处理橡胶、树脂等行业的废气。
吸附 - 催化燃烧联合法:低浓度 VOCs 先经活性炭吸附,饱和后热脱附为高浓度废气,再进入催化燃烧炉处理,适用于间歇排放或浓度不稳定的废气(如塑料加工废气),运行成本适中。
碱液吸收法:对于氯化氢、二氧化硫、硫化氢等酸性气体,采用氢氧化钠、氢氧化钙等碱液喷淋吸收,通过酸碱中和反应将其转化为盐类物质,去除效率可达 90%-99%。常用设备有喷淋塔、填料塔,塔内设置多层喷淋装置和填料,增大气液接触面积,提高吸收效率。
干法吸附法:对于低浓度酸性气体,可采用活性炭、活性氧化铝等吸附剂吸附,适用于处理风量较小或间歇性排放的废气,设备简单,无废水产生,但吸附剂需定期更换。
化学氧化法:采用臭氧、过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂,将恶臭物质(如硫化氢、硫醇)氧化分解为无害物质,适用于高浓度恶臭气体,处理效率高,但运行成本较高。
生物处理法:包括生物滤池、生物滴滤池,利用微生物将恶臭物质降解为二氧化碳、水等无害物质,适用于中低浓度恶臭气体,运行成本低,无二次污染,常用于橡胶厂、复合材料厂的恶臭治理。
等离子体法:利用高能等离子体分解恶臭分子,适用于低浓度、多组分恶臭气体,设备紧凑,处理速度快,常与其他工艺联合使用。
固体原料搬运、筛分产生的粉尘,采用袋式除尘器或滤筒除尘器处理,根据粉尘性质选择正真适合的滤料(如抗静电滤料用于易燃易爆粉尘),除尘效率可达 99.9% 以上,净化后气体可直接排放或回用。
大型树脂厂:聚合反应废气→冷凝回收(回收苯乙烯等单体)→风机→RTO 焚烧→碱液喷淋塔(处理少量酸性气体)→排放;溶剂回收废气→活性炭吸附 - 催化燃烧→排放。
橡胶制品厂:硫化废气→集气罩→碱液喷淋塔(除硫化氢、二氧化硫)→生物滤池(除恶臭)→排放;炼胶、挤出废气→袋式除尘器(除粉尘)→活性炭吸附 - 催化燃烧→排放。
塑料加工厂:注塑、挤出废气→沸石转轮吸附浓缩→催化燃烧→排放;原料粉尘→滤筒除尘器→排放。
处理后的废气需满足《合成树脂工业污染物排放标准》(GB 31572-2015)、《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB 27632-2011)等行业标准,关键排放口安装在线监测系统,实时监控 VOCs、颗粒物、氯化氢等污染物浓度。
客户背景详情:该企业是大型石化联合企业的子公司,采用乙烯聚合工艺生产聚乙烯树脂,拥有多套聚合反应装置、溶剂回收装置和造粒生产线,产品大范围的应用于包装、管材等领域,厂区位于石化工业园区,周边 5 公里有城镇。
面临的困难和问题:聚合反应尾气和溶剂回收废气中含有乙烯、乙烷、己烷等 VOCs,浓度波动在 1000-8000mg/m³,无组织排放导致厂区异味明显;环保检测显示 VOCs 排放浓度超标,不符合最新环保标准要求;废气中易燃易爆成分多,存在安全风险隐患;企业计划申报绿色工厂,需提升废气治理水平。
来源特点成份与处理难点:废气大多数来源于聚合反应釜(含乙烯、己烷,浓度 3000-8000mg/m³)、溶剂回收塔(含己烷、庚烷,浓度 1000-5000mg/m³)、造粒车间(含少量 VOCs 和粉尘)。废气中 VOCs 浓度高且属于易燃易爆物质,处理过程需严控温度、氧含量,防止发生安全事故;废气风量巨大(单套装置废气量约 5 万 m³/h),要求处理设备具备了大风量解决能力和高净化效率。
聚合反应废气:采用 “冷凝回收(-30℃,回收己烷等溶剂,回收率≥90%)→风机→RTO(三室蓄热式,设计处理风量 6 万 m³/h,热效率≥95%)” 处理,VOCs 去除效率≥99%。RTO 系统配备火焰监测、自动泄爆、氮气保护等安全保护装置,确保运行安全。
溶剂回收废气:经冷凝回收(回收效率≥85%)后,与聚合废弃净化处理后的尾气混合,进入后续处理系统。
造粒车间废气:安装集气罩收集,先经滤筒除尘器除粉尘,再进入活性炭吸附塔处理残留 VOCs。
安全与监控:在废气管道、RTO 入口安装 VOCs 浓度在线监测仪和氧含量分析仪,超标时自动切断进气并启动应急处理装置;设置防爆风机、防静电管道,所有设备接地,消除安全隐患。
最终的处理效果:处理后废气中 VOCs 排放浓度降至 20mg/m³ 以下,达到国家和地方超低排放标准;厂区异味彻底消除,周边居民投诉量为零;回收的己烷等溶剂年节约原料成本约 1200 万元,RTO 回收热量用于车间供暖和工艺加热,年节约能源费用 300 万元;企业成功通过绿色工厂认证,环保绩效评级为 A 级,提升了市场竞争力。
案例总结:大型合成材料厂高浓度 VOCs 治理应优先采用 “冷凝回收 + RTO” 工艺,通过资源回收降低治理成本,同时强化安全设计,确保系统稳定运行。结合余热利用和严格的在线监控,可实现环保、安全、经济效益的统一。
客户背景详情:该企业主要生产汽车轮胎,采用炼胶、压延、硫化等工艺,使用天然橡胶、合成橡胶及炭黑、硫磺、增塑剂等辅料,产品供应本地及周边汽车厂商,厂区周边 1 公里有村庄。
面临的困难和问题:硫化车间废气含有硫化氢、苯乙烯、胺类等物质,恶臭浓烈,周边居民多次投诉;炼胶车间粉尘浓度高,员工健康受到威胁;环保部门检测显示 VOCs 和硫化氢排放超标,要求限期整改,否则面临停产。企业资金有限,希望采用经济实用的治理方案。
来源特点成份与处理难点:废气来自硫化车间(含硫化氢、苯乙烯、胺类,硫化氢浓度 50-200mg/m³,VOCs 浓度 300-800mg/m³)、炼胶车间(含炭黑粉尘、少量 VOCs)、原料仓库(含橡胶粉粉尘)。废气中既有恶臭气体又有 VOCs,需同时处理;硫化氢具有强腐蚀性,对设备材质要求高;企业场地狭小,处理设施安装空间有限。
硫化车间废气:在硫化机上方安装可移动集气罩,废气经管道收集后进入 “碱液喷淋塔(15% 氢氧化钠溶液,去除硫化氢、酸性物质,效率≥95%)→生物滤池(填充火山岩 + 活性炭,去除 VOCs 和残留恶臭,效率≥85%)” 处理,最终通过 15 米排气筒排放。
炼胶车间废气:炼胶机配备密闭罩,废气引入 “袋式除尘器(选用抗静电滤料,除尘效率≥99.5%)→活性炭吸附塔(处理残留 VOCs)” 处理。
设备防护:与硫化氢接触的管道、喷淋塔采用玻璃钢或 316L 不锈钢材料质地,防止腐蚀;风机、泵类选用防爆型,确保安全。
最终的处理效果:整改后,硫化车间废气中硫化氢浓度降至 5mg/m³ 以下,VOCs 浓度降至 50mg/m³ 以下,恶臭基本消除,周边居民投诉量减少 90%;炼胶车间粉尘浓度降至 2mg/m³ 以下,员工工作环境改善;企业通过环保验收,回到正常状态生产。处理系统总投资约 80 万元,年运行成本约 15 万元,符合企业预算。
案例总结:中小型合成材料厂废气处理应立足实际,针对主要污染问题(如恶臭、粉尘)选择 “经济有效、操作简单便捷” 的工艺,如 “碱液喷淋 + 生物处理” 组合治理恶臭和 VOCs,袋式除尘器控制粉尘。同时,注重设备的防腐、防爆设计,确保长期稳定运行,在有限投入下实现环保达标。
通过对合成材料厂废气来源、特点的分析,和处理工艺流程和案例的介绍,能够准确的看出,合成材料行业废气治理需根据公司规模、产品类型和废气性质,制定 “分类收集、分质处理、安全优先” 的方案,高浓度 VOCs 优先回收利用,中低浓度废气采用高效末端治理技术,同时强化安全管控和异味治理,才能有效控制污染,推动行业绿色、安全、可持续发展。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
新华社消息|上海合作组织成员国领导人发表关于第二次世界大战胜利和联合国成立80周年的声明
纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会和文艺晚会将于9月3日在京举行
南京隧道惊现作死姐 网友揭秘,女子这么做,只为小某书发文?
广东玮霖环保科技有限公司专注于废气/废水/粉尘处理工程,承接全国各地各类废气/废水/粉尘处理工程
《编码物候》展览开幕 北京时代美术馆以科学艺术解读数字与生物交织的宇宙节律
Adorable baby discovers the magic of technology fo...