環境影響評價中注塑廢氣的產污分析

王梓立

（廣州頤景環保科技有限公司，廣東 廣州 511486）

注塑擠出成型階段會產生有機廢氣，主要表征為非甲烷總烴，具體成分根據不同原材料以及其對應的成型分解溫度有所不同。本文通過分析其原材料特點，從而對注塑成型過程中污染物的種類以及污染物產生量進行分析，注塑產生的污染物需經處理達標[1]后高空排放，注塑廢氣表征為非甲烷總烴，使用活性炭對其處理時需注意煙氣溫度，以免影響活性炭的處理效率甚至導致活性炭直接燃燒。

塑料注塑是塑料制品生產過程的一種工藝，一般通過注塑機內電加熱高溫把塑料顆粒變為成熔融狀態，將熔融狀態下的塑料利用壓力注進注塑機的模具中，冷卻成型得到各種各樣的塑料件，且注塑機通常為一體化設備，從進料至出料均在注塑機里完成。目前最常使用的塑料是PE、PP、ABS、PA、PS、PC等；由于各種塑料粒的成型溫度及分解溫度會有所不同，在環境影響評價中對注塑過程的廢氣產污分析會因為注塑工藝溫度不同而存在差異；若由于溫度過高導致塑料顆粒直接分解，其產污量除了要考慮相關產污系數外，還需考慮其分解量，從而得出產污總量。

1 不同塑料顆粒對應成型、分解溫度

本文主要分析常用的PE、PP、ABS、PA、PVC、PC塑料顆粒。

PE塑料顆粒：聚乙烯是乙烯經聚合制得的一種熱塑性樹脂。具有優良的耐低溫性能，化學穩定性好，能耐大多數酸堿的侵蝕，成型溫度為：140～220 ℃，分解溫度為：335 ℃。

PP塑膠粒：由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。通常較厚、較韌，抗拉強度較高，可用于大棚膜、承重包裝袋等，PP塑料熔點溫度為164～170 ℃，分解溫度可達300 ℃以上。

ABS塑膠粒：ABS塑料是丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）三種單體的三元共聚物，三種單體相對含量可任意變化，制成各種樹脂。ABS塑料是一種原料易得、綜合性能良好、價格便宜、用途廣泛的“堅韌、質硬、剛性”材料，其成型溫度為190～200 ℃，熱分解溫度可達273 ℃[2]。

PA塑料顆粒：聚酰胺俗稱尼龍（Nylon），是分子主鏈上含有重復酰胺基團—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱，是一種力學性能優良的熱塑性工程塑料，成型溫度為：215～220 ℃，分解溫度為：330 ℃。

PC塑膠粒：又稱聚碳酸酯，幾乎無色的玻璃態的無定形聚合物，有很好的光學性，具有較高的抗熱降解性，成型溫度為250～270 ℃，熱分解溫度可達340 ℃[3]。

PVC塑料片：PVC塑料，化工領域指化合物聚氯乙烯，成型溫度為：140～160 ℃，分解溫度為：200 ℃，PVC材料具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優良的幾何穩定性。

表1為各種塑料成型、分解溫度匯總。

由表1可知，不同塑料顆粒的分解溫度各不相同，其在注塑工序中的產污量也會根據設定的溫度值變化而變化。

2 不同情況下注塑工序產污分析

環境影響評價工作中注塑工序的產污通常分兩種情況進行分析，一種是注塑機溫度能控制在所用的塑料顆粒分解溫度之下，則注塑過程不會因為塑料顆粒分解而額外產生廢氣污染物；另一種情況則是由于種種原因，注塑機溫度無法控制在所用的塑料顆粒分解溫度之下，除去樹脂中其他側鏈斷裂產生少量的有機廢氣外，塑料顆粒會產生分解，額外產生廢氣污染物。

2.1 不涉及分解情況

企業在使用不同塑料顆粒時，根據各原料成型、分解溫度，嚴格設定注塑機熔融溫度，使各種塑料顆粒在注塑過程中僅由固態變為熔融狀態，不產生分解，但樹脂在加熱過程中可能會導致樹脂中其他側鏈斷裂，會有少量的有機廢氣產生，因此在這種情況下注塑產生的非甲烷總烴無需考慮塑料顆粒分解，其產污系數可以參照《上海市工業企業揮發性有機物排放量通用計算方法（試行）》[4]主要塑料制品制造工序產污系數，此文中明確了主要塑料制品制造工序產污系數，包括一般塑料制品制造、射出成型制造、塑料皮制造、塑料袋膜制品制造、塑料管材制造；在環境影響評價工程分析章節可根據項目產品不同選擇對應的產污系數進行核算非甲烷總烴的產生量。

2.2 涉及分解情況

企業在生產過程由于各種因素限制，使其注塑機設置的熔融溫度高于分解溫度時，除了樹脂在加熱過程中側鏈斷裂會產生有機廢氣外，塑料顆粒分解也會產生廢氣，溫度越高，分解量越高。根據《合成樹脂工業污染物排放標準》（GB31572-2015）中表5所述，生產過程使用到ABS樹脂需對苯乙烯排放因子進行識別分析。以ABS塑料作為原料的注塑生產為例，若注塑機溫度達到270 ℃以上，ABS會開始進行熱分解，會產生除了非甲烷總烴外的丙烯腈（A）：丁二烯（B）：苯乙烯（S）。非甲烷總烴產生量與第一種情況一致；苯乙烯產生量根據《ABS樹脂熱穩定性能評價方法研究Ⅰ.熱烘箱法模擬使用環境評價樹脂性能》中質量保持率與溫度關系圖得出，注塑機溫度對應其質量保持率可計算出損失苯乙烯量即為苯乙烯廢氣產生量。

2.3 注塑廢氣的收集與處理

注塑工藝用到的注塑機一般為半密閉狀態，僅在塑料件與模具分離位置會產生有機廢氣；一般在注塑機出氣口上方設置上吸式集氣罩，集氣罩罩口長寬取決于注塑機大小，廢氣發生源至罩口的距離一般控制在0.15～0.3 m，風速一般為0.5 m/ s，方可達到較高收集效率。

注塑廢氣一般選用活性炭吸附，活性炭對氣體的吸附具有廣泛性，對有機氣體、無機氣體、大分子量、小分子量均有較好的吸附性能，特別適用于混合有機氣體的吸附。注塑機產生氣體溫度較高，但一般經集氣罩收集并通過管道后，其溫度下降較多，《吸附法工業有機廢氣治理工程技術規范》（HJ2026-2013）指出，進入吸附裝置的廢氣溫度宜低于40 ℃，采用顆粒狀吸附劑時的氣流流速宜低于0.6 m/s，若注塑機注塑溫度較高時，應考慮在活性炭吸附箱前置噴淋塔等降溫裝置，確保活性炭吸附的處理效果。

3 結論

塑料行業中塑料注塑工序會產生有機廢氣，主要成分為非甲烷總烴等，但由于產品、工藝需求，過高溫度會產生分解，分解產生的單體需要進行單獨核算。

本文介紹了常用的PE、PP、ABS、PA、PVC、PC塑料的成型、分解溫度，在日常環境影響評價工作中，根據各企業特點，分析不同溫度下有機廢氣的產生量。在塑料顆粒不分解情況下，注塑產生的非甲烷總烴可直接參考《上海市工業企業揮發性有機物排放量通用計算方法（試行）》中對應的產品的產污系數進行核算即可得出產污量；在塑料顆粒分解情況下，不僅需要核算其非甲烷總烴的產生量，還需核算相關排放標準中要求核算的單體廢氣產生量，可根據塑料顆粒的組成成分，以及該成分隨溫度變化規律分析其產生的單體廢氣產生量。