塑料粒子生產(chǎn)中的廢氣處理技術(shù)研究

文_方學(xué)敏 浙江舟環(huán)環(huán)境工程設(shè)計有限公司

沈家門塑順?biāo)芰狭Ｗ蛹庸S位于浙江省舟山市普陀區(qū)，現(xiàn)有生產(chǎn)車間263.7m2，年生產(chǎn) PE 塑料粒子50t。在塑料粒子的生產(chǎn)過程中，會生成大量的有害氣體，如不對其進(jìn)行科學(xué)處理，直接排入大氣中，不僅會對人體健康帶來損害，還可能在光照條件下產(chǎn)生光學(xué)煙霧，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

本文通過對塑順?biāo)芰蠌S生產(chǎn)廢氣成分的測定，結(jié)合地方環(huán)保部門頒發(fā)的廢氣治理指南要求，擬采取噴淋凈化+活性炭吸附+燃燒組合工藝對廢氣進(jìn)行優(yōu)化處理，以達(dá)到資源化利用之目的標(biāo)，從而提升本企業(yè)的環(huán)保效益。

1 廠區(qū)廢氣成分分析

在廠區(qū)內(nèi)對外溢氣體進(jìn)行收集，并送往檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行成分、濃度檢測，檢測結(jié)果見表1。

表1 廢氣成分分析表 單位：mg/m3

通過檢測結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，塑料廠生產(chǎn)廢氣中主要成分有粉塵、二氧化硫、非甲烷總烴及氮氧化物；濃度檢測結(jié)果顯示各類成分濃度均超過工業(yè)尾氣排放指標(biāo)。此外，尾氣中還含有少許硫化氫、硫醇、硫醚、氮化物及其他高濃度臭氣，使得廠區(qū)及周圍空氣質(zhì)量受到嚴(yán)重污染。

2 廢氣處理工藝

為滿足地方工業(yè)生產(chǎn)廢氣的治理要求，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)條件及廢氣成分檢測結(jié)果，設(shè)計采用噴淋凈化+活性炭吸附+資源化利用處理工藝，工藝流程見圖1。

圖1 廢氣處理工藝流程圖

2.1 廢氣收集

在廢氣處理過程中，最大技術(shù)難點就是廢氣的收集。不同于固體廢料污染物的是，廢氣具備擴(kuò)散特性，一旦外泄，可彌漫于整個廠區(qū)中，為此，為實現(xiàn)廢氣的完全收集，系統(tǒng)裝置進(jìn)出口處均安裝上罩式集氣罩；對于少許散遺氣體的收集，則采用在噴淋冷卻部位加裝整體密閉罩方式完成；對于可能存在氣體外溢部位采用側(cè)吸集氣罩進(jìn)行收集。收集后的氣體由集氣管道吸入廢氣處理系統(tǒng)。

2.2 噴淋工藝

2.2.1 清水噴淋工藝

清水噴淋工藝是廢氣收集后的第一道處理工藝，即利用清水噴淋廢氣，是噴淋塔內(nèi)廢氣中的粉塵及水溶性氣體得到有效去除，并在相關(guān)工藝沉淀后，使粉塵后續(xù)處理效果達(dá)到最佳狀態(tài)，處理結(jié)果如表2所示。

表2 清水噴淋后廢氣成分分析表 單位：mg/m3

由表2分析可知，在經(jīng)清水噴淋工藝處理后的兩組送檢樣品中粉塵處理效果均達(dá)到理想狀態(tài)，粉塵有效去除率達(dá)到了95%以上，尾氣中粉塵含量滿足完全滿足《塑膠生產(chǎn)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570-2015）。此外，經(jīng)該處理工藝處理后，原廢氣中二氧化硫等污染物質(zhì)也得到了一定程度的去除，為進(jìn)一步凈化處理奠定了良好基礎(chǔ)。

2.2.2 堿水噴淋工藝

堿水噴淋工藝是廢氣經(jīng)清水噴淋處理后的深層凈化處理工藝。處理時，尾氣會進(jìn)入堿液噴淋塔，此時廢氣會與堿液充分接觸。因酸、堿會發(fā)生中和反應(yīng)，所以，在經(jīng)堿性液體洗滌后，廢氣中酸性物質(zhì)便得到較好的去除。

因廢氣中Na2CO3與NaOH濃度不同，故呈現(xiàn)出的廢氣中酸性物質(zhì)吸收效果也不同，處理結(jié)果如表3所示。

表3 Na2OH3噴淋后廢氣成分分析表 單位：mg/m3

由表3可知，在廢氣中氧化物、硫化物及氮氧化物處理方面，Na2CO3溶液處理效果最好。當(dāng)Na2CO3溶液濃度達(dá)到8%以上時，處理效果最佳。處理后的尾氣中氧化物、硫化物及氮氧化物濃度指標(biāo)滿足《工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570-2015），但隨著Na2CO3濃度的不斷提升，去除效果差異不存在較大差異。因此，應(yīng)用實踐中。一般選擇8%Na2CO3溶液。

由表4可知，在酸性氣體處理方面，NaOH溶液處理效果最好。實踐表明，當(dāng)NaOH濃度超過2.5%以上時，尾氣中酸性氣體含量最低，基本滿足《工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570-2015），而隨著NaOH濃度的，處理效果差異不明顯。對比表3、表4可知，NaOH和Na2CO3均對廢氣中酸性氣體有較好的吸附效果，但在同等濃度下，NaOH要比Na2CO3處理效果更好。因此，實踐應(yīng)用中，一般選擇2.5%NaOH吸收酸性氣體。

表4 NaOH噴淋后廢氣成分分析表 單位：mg/m3

2.3 活性炭吸附工藝

活性炭吸附工藝是整個系統(tǒng)最重要的處理工序。經(jīng)清水噴淋和堿水噴淋處理后，廢氣中粉塵、二氧化硫、硫化氫及氮氧化物基本處理干凈，滿足工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。但此時廢氣中惡臭氣體依然未被高效處理，濃度較高，如果直接排放，便會對周邊環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。為使廢氣中惡臭氣體得到較好的凈化處理，研究采用活性炭進(jìn)行吸附處理。經(jīng)活性炭吸附處理后，廢氣中硫醚、氮氧化物等惡臭氣體便得到了高效去除，檢測結(jié)果顯示臭氣濃度降低至30%以下，完全滿足廢氣凈化處理要求。

2.4 廢氣燃燒

塑料粒子生產(chǎn)中所產(chǎn)生的廢氣，其中含少許非甲烷總烴，雖通過氧化工藝可去除，但成本相對較高。經(jīng)研究決定，將經(jīng)清水噴淋－堿水噴淋－活性炭吸附組合工藝處置后的氣體進(jìn)行燃燒利用，應(yīng)用流程見圖2。

圖2 處理后氣體資源化利用流程圖

經(jīng)對燃燒后的尾氣成分檢測，發(fā)現(xiàn)其非甲烷總烴含量僅為1.44mg/m3，說明該工藝優(yōu)勢明顯，具備較好的應(yīng)用前景。此外，將燃燒處理后的廢氣進(jìn)行進(jìn)一步熱餾爐燃燒，可實現(xiàn)對廢氣中未處理完全的各種惡臭氣體及其他可燃?xì)怏w的深度處理。經(jīng)此工序后，尾氣便可通過煙囪外排。

3 廢氣處理結(jié)果

通過噴淋凈化+活性炭吸附+燃燒利用組合工藝的程序化應(yīng)用，處理后的尾氣中氧化物、硫化物、氮氧化物、酸性氣體及惡臭氣體均得到了有效凈化，各類有害氣體濃度指標(biāo)均達(dá)到最低，完全滿足《塑膠生產(chǎn)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570-2015），從而驗證了該組合處理工藝的適用性。檢測結(jié)果顯示，經(jīng)系統(tǒng)處理后，廢氣中惡臭污染物廠界值由原來的200mg/m3降低至20mg/m3以下，滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993）廠界標(biāo)準(zhǔn)值二級，使廠區(qū)周邊空氣質(zhì)量得到大幅改善。

4 結(jié)語

通過試驗研究及現(xiàn)場應(yīng)用實踐，噴淋凈化+活性炭吸附+燃燒利用組合處理工藝在處理塑膠生產(chǎn)廢氣中具有較高應(yīng)用價值。凈化處理后，不僅是廢氣中各類有害氣體濃度指標(biāo)滿足《工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31570-2015），惡臭氣體指標(biāo)也符合《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，完全符合工業(yè)生態(tài)化發(fā)展要求，可推廣應(yīng)用于工業(yè)廢氣凈化處理之中。