注塑行业废气主要来源于塑料原料加热熔融、注射成型过程中挥发的挥发性有机物(VOCs),以及少量粉尘、酸性气体(如含氯添加剂分解产生的HCl)等。其成分复杂,通常包含苯乙烯、丙烯腈、丁二烯、乙酸乙烯酯等VOCs,部分工艺还可能涉及卤代烃(如PVC注塑)。针对此类废气,需根据浓度、风量、成分及环保排放要求选择合适的处理工艺。以下是注塑废气处理目前主流的处理工艺及适用场景分析:
一、物理吸附法(适合低浓度、大风量废气)
利用多孔吸附材料(如活性炭、分子筛、沸石等)对VOCs的吸附作用,将废气中的污染物截留,实现净化。
核心工艺:
活性炭吸附:最常用,适用于非极性或弱极性VOCs(如苯乙烯、烷烃类),但对极性或高沸点物质(如醇类、酯类)吸附效率较低。
沸石转轮吸附浓缩:采用疏水性沸石分子筛,通过转轮旋转实现“吸附-脱附”循环,可将低浓度废气浓缩10-20倍,后续接燃烧或冷凝回收,适合大风量、低浓度场景(如注塑车间整体通风废气)。
优点:设备简单、运行成本低(仅需少量能耗)、无二次污染(吸附剂可再生)。
缺点:吸附剂易饱和(需定期更换或再生),对高湿度、高沸点废气处理效率下降;单独使用时无法达标(需结合脱附再生或其他工艺)。
二、燃烧法(适合中高浓度、小风量废气)
通过高温氧化将VOCs转化为CO?和H?O,是目前处理效率最高的方法(去除率>95%),分为热力燃烧(TO)、催化燃烧(RCO)和蓄热式燃烧(RTO)。
1.热力燃烧(TO)
将废气加热至700-800℃以上,使VOCs直接燃烧分解。需额外补充燃料(天然气/电),适用于高浓度废气(≥1000mg/m³),否则能耗过高。
2.催化燃烧(RCO)
在催化剂(如铂、钯)作用下,将VOCs在200-400℃低温氧化分解,能耗低于TO。适用于中高浓度(200~2000mg/m³)、成分稳定的废气(需避免催化剂中毒,如含硫、卤素、重金属废气需预处理)。
3.蓄热式燃烧(RTO)
利用陶瓷蓄热体回收燃烧热量,将废气预热至700-900℃,热效率>95%,能耗极低。适用于中高浓度(≥500mg/m³)、大风量(5万-10万m³/h)废气,可处理多种成分(需注意二噁英控制,适用于非卤代VOCs)。
优点:处理效率高、无二次污染(彻底矿化)、可回收余热(RTO/RCO)。
缺点:设备投资高(RTO>RCO>TO)、需预热(低浓度时需结合浓缩工艺)、对卤代废气可能产生二噁英(需控制燃烧温度≥850℃并停留2秒以上)。
三、光催化/等离子体法(辅助或低浓度场景)
利用高能紫外线(UV)或等离子体(高压放电)破坏VOCs分子结构,适用于??低浓度、小风量废气(如局部注塑工位废气)。
1.光催化氧化(UV光解)
UV光(185-254nm)激发催化剂(如TiO?)产生羟基自由基(·OH),氧化分解VOCs。但实际效率受光照强度、催化剂活性影响较大,易产生臭氧(O?)等副产物,需配合其他工艺(如活性炭吸附)。
2.低温等离子体
通过高压脉冲放电产生等离子体,离解VOCs分子为小分子(如CO?、H?O),但处理效率波动大(对复杂成分废气效果不稳定),且可能产生氮氧化物(NOx)。
优点:设备紧凑、无高温风险、适合应急或辅助处理。
缺点:单独使用易不达标、副产物控制难、能耗与效率不匹配(需谨慎选择)。
四、生物法(适合低浓度、易降解废气)
利用微生物(细菌、真菌)将VOCs作为碳源和能源降解为CO?和H?O,适用于低浓度(≤500mg/m³)、非极性/弱极性、易生物降解的VOCs(如苯乙烯、乙酸乙酯)。
核心工艺:
生物滤池:废气通过湿润的生物填料层(土壤、树皮、陶粒等),微生物附着在填料表面降解污染物,适合处理湿度较高、成分稳定的废气。
生物滴滤塔:填料层上方喷洒营养液(含氮、磷),定期更换,避免填料堵塞,适合处理负荷较高的废气。
优点:运行成本低(仅需少量营养液)、无二次污染(无化学药剂添加)。
缺点:启动周期长(需驯化微生物)、对高浓度/毒性废气耐受性差、占地面积大。
五、组合工艺(主流高效方案)
注塑废气通常成分复杂、浓度波动大,单一工艺难以稳定达标,需结合预处理+核心处理+深度处理的组合方案。常见组合如下:
1.预处理+吸附浓缩+催化燃烧(RCO)
预处理:通过布袋除尘(除粉尘)、冷凝除湿(降低湿度)、碱洗(除HCl等酸性气体)去除杂质。
吸附浓缩:沸石转轮吸附低浓度大风量废气,浓缩10-20倍后进入RCO。
催化燃烧:浓缩后的废气在200-400℃下催化氧化,效率高(>97%),适合大风量、中低浓度废气(如注塑车间整体通风废气)。
2.预处理+RTO/RCO直接处理
预处理:除尘、除湿、除酸性气体。
直接燃烧:适用于中高浓度(≥500mg/m³)废气(如大型注塑机集中排放),RTO热效率更高,RCO能耗更低。
3.生物法+活性炭吸附
生物法处理易降解成分(如苯乙烯),活性炭吸附难降解或高沸点成分(如少量残留VOCs),适合成分复杂的废气,降低综合成本。
六、工艺选择关键因素??
废气浓度:低浓度(<500mg/m³)优先吸附浓缩+燃烧;中高浓度(≥500mg/m³)直接燃烧(RTO/RCO)。
风量大小:大风量(>10万m³/h)选沸石转轮+RTO/RCO;小风量选UV光解+活性炭或生物法。
成分特性:含卤素(如PVC)需避免低温等离子体(易产生二噁英),优先RTO(高温分解);含酸性气体(HCl)需预处理(碱洗塔)。
环保标准:重点区域(如京津冀、长三角)要求VOCs≤50mg/m³,需深度处理(如RTO+活性炭吸附);一般区域可放宽至100mg/m³。
总结
注塑行业废气处理需“因地制宜”,推荐预处理+吸附浓缩+催化燃烧(RCO)作为通用方案(兼顾效率与成本),高浓度场景优先RTO,成分复杂或低浓度场景可结合生物法辅助。同时需加强源头控制(如使用低VOCs原料),并定期维护设备(如更换活性炭、清洗沸石转轮),确保长期稳定达标。
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