塑料粒子生產中的廢氣處理技術研究

文_方學敏 浙江舟環環境工程設計有限公司

沈家門塑順塑料粒子加工廠位于浙江省舟山市普陀區，現有生產車間263.7m2，年生產 PE 塑料粒子50t。在塑料粒子的生產過程中，會生成大量的有害氣體，如不對其進行科學處理，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生光學煙霧，造成嚴重的環境污染問題。

本文通過對塑順塑料廠生產廢氣成分的測定，結合地方環保部門頒發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行優化處理，以達到資源化利用之目的標，從而提升本企業的環保效益。

1 廠區廢氣成分分析

在廠區內對外溢氣體進行收集，并送往檢測機構進行成分、濃度檢測，檢測結果見表1。

表1 廢氣成分分析表 單位：mg/m3

通過檢測結果分析發現，塑料廠生產廢氣中主要成分有粉塵、二氧化硫、非甲烷總烴及氮氧化物；濃度檢測結果顯示各類成分濃度均超過工業尾氣排放指標。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，使得廠區及周圍空氣質量受到嚴重污染。

2 廢氣處理工藝

為滿足地方工業生產廢氣的治理要求，結合現場生產條件及廢氣成分檢測結果，設計采用噴淋凈化+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，廢氣具備擴散特性，一旦外泄，可彌漫于整個廠區中，為此，為實現廢氣的完全收集，系統裝置進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吸集氣罩進行收集。收集后的氣體由集氣管道吸入廢氣處理系統。

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，是噴淋塔內廢氣中的粉塵及水溶性氣體得到有效去除，并在相關工藝沉淀后，使粉塵后續處理效果達到最佳狀態，處理結果如表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到理想狀態，粉塵有效去除率達到了95%以上，尾氣中粉塵含量滿足完全滿足《塑膠生產污染物排放標準》（GB31570-2015）。此外，經該處理工藝處理后，原廢氣中二氧化硫等污染物質也得到了一定程度的去除，為進一步凈化處理奠定了良好基礎。

2.2.2 堿水噴淋工藝

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

因廢氣中Na2CO3與NaOH濃度不同，故呈現出的廢氣中酸性物質吸收效果也不同，處理結果如表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Na2CO3溶液濃度達到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滿足《工業污染物排放標準》（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《工業污染物排放標準》（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最重要的處理工序。經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，滿足工業排放標準。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，便會對周邊環境產生嚴重污染。為使廢氣中惡臭氣體得到較好的凈化處理，研究采用活性炭進行吸附處理。經活性炭吸附處理后，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

塑料粒子生產中所產生的廢氣，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。經研究決定，將經清水噴淋－堿水噴淋－活性炭吸附組合工藝處置后的氣體進行燃燒利用，應用流程見圖2。

圖2 處理后氣體資源化利用流程圖

經對燃燒后的尾氣成分檢測，發現其非甲烷總烴含量僅為1.44mg/m3，說明該工藝優勢明顯，具備較好的應用前景。此外，將燃燒處理后的廢氣進行進一步熱餾爐燃燒，可實現對廢氣中未處理完全的各種惡臭氣體及其他可燃氣體的深度處理。經此工序后，尾氣便可通過煙囪外排。

3 廢氣處理結果

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均達到最低，完全滿足《塑膠生產工業污染物排放標準》（GB31570-2015），從而驗證了該組合處理工藝的適用性。檢測結果顯示，經系統處理后，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《惡臭污染物排放標準》（GB14554-1993）廠界標準值二級，使廠區周邊空氣質量得到大幅改善。

4 結語

通過試驗研究及現場應用實踐，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廢氣中具有較高應用價值。凈化處理后，不僅是廢氣中各類有害氣體濃度指標滿足《工業污染物排放標準》（GB31570-2015），惡臭氣體指標也符合《惡臭污染物排放標準》，完全符合工業生態化發展要求，可推廣應用于工業廢氣凈化處理之中。