Máquina de extrusión: ¿Cómo optimizar la emisión de COV en la industria del plástico?

Máquina de extrusión de plástico modificada

La industrialización ha impulsado a la sociedad humana hacia adelante, y mientras disfrutábamos de los dividendos que trajo consigo, el incidente de smog de Londres de 1952 nos devolvió a la realidad.
A medida que pasa el tiempo, los consumidores, los trabajadores y los políticos se vuelven cada vez más...
Consciente de los gases residuales industriales.

La introducción de nuevas políticas también ha impulsado a la industria de plásticos modificados a realizar la transición hacia la protección del medio ambiente.
Pero ¿cómo podemos optimizar eficientemente las emisiones de COV en la industria del plástico modificado?
Ahora siga mis pasos para ver los principales métodos de tratamiento de COV de la industria, así como el proceso biológico.

Línea de extrusión de plástico PP/PE/PVC: Análisis de emisiones de COV

Los COV se generan principalmente en el proceso de fusión y enfriamiento de la extrusora durante el proceso de modificación de co-mezcla, y el principal sitio de generación de contaminación se encuentra cerca del cabezal de la extrusora. La composición de los gases residuales generados en el proceso de modificación es diferente para los distintos materiales base.
PolietilenoLos gases de escape de la producción de (PE) están dominados por partículas (humo), hidrocarburos e hidrocarburos pesados ​​(petróleo);
PolipropilenoLos gases de escape de la producción (PP) están dominados por hidrocarburos totales no metánicos, hidrocarburos pesados, propileno, formaldehído, ácido acrílico, acetaldehído y acetona;
Cloruro de poliviniloLos gases de escape de la producción de (PVC) están dominados por cloruro de metileno;
Las concentraciones de varios contaminantes en los gases de escape de la producción de poliestireno (HIPS) y ABS son muy bajas (la temperatura también tiene un gran impacto en el tipo y la cantidad total de gases de escape producidos durante el proceso de producción. Un estudio mencionó que para el procesamiento de homopolímero de polipropileno, con temperaturas de producción de 205 °C y 319 °C, respectivamente, este último produjo ocho veces más hidrocarburos no metánicos totales que a 205 °C, con 7.4 veces más hidrocarburos pesados ​​y 66.2 veces más propileno que el primero.

Procesos habituales de tratamiento de gases residuales

1. Utilice resina con bajo residuo de monómero.
En la medida de lo posible, elija una resina con un contenido relativamente bajo de monómeros residuales. Por ejemplo, el contenido de monómero VC en la resina de PVC médica es muy bajo y el contenido de VC puede alcanzar 1 ppm (mg/kg) (el valor normal es 5); para el PP utilizado en paneles interiores de automóviles, asegúrese de elegir una resina con un bajo contenido de volátiles de moléculas pequeñas.
2.Uso de aditivos con mayor peso molecular
En la medida de lo posible, utilice aditivos de alto peso molecular, preferiblemente aditivos poliméricos, para garantizar que no se volatilicen a la temperatura de procesamiento, así como la migración externa.
(1) Si el agente de acoplamiento se cambia a un compatibilizador, específicamente como un polímero injertado o un polímero injertado, pero la parte del injerto de anhídrido maleico tiene un cierto olor.
(2) Lubricante con estearato de polipentaeritritol (PETS), etc.; selección de dispersantes de peso molecular mayor a 5000 cera de polietileno (PE-WAX).
(3) En la medida de lo posible, utilizar polímeros retardantes de llama, en particular poliestireno bromado, resina epoxi bromada, etc.
3. Adición de adsorbente
Se refiere al uso de adsorbentes para capturar o adsorber las pequeñas moléculas orgánicas residuales en la matriz de resina para lograr el requisito de control del contenido de COV. El método de adsorción se divide en dos categorías: adsorción por reacción química y adsorción física. Los materiales de adsorción física comunes son materiales porosos, como: zeolita, carbón activado, tamiz molecular, diatomita, etc.
La adsorción por reacción química es un método para eliminar COV de los materiales añadiendo aditivos que reaccionan con los COV para producir un compuesto con una masa molecular relativa mayor que no se volatilizará en condiciones normales de uso (por ejemplo, por debajo de 100 °C) o produciendo un gas más volátil.
4. Control de las condiciones de procesamiento
(1) Producción a baja temperatura: Bajo la premisa de asegurar la plastificación completa de los productos, la temperatura de procesamiento es más baja, reduciendo así la generación de sustancias de descomposición de moléculas pequeñas.
(2) Evacuación en múltiples etapas: aumente el número de evacuaciones, que pueden llegar a 3 o incluso 4 etapas, para eliminar los volátiles de moléculas pequeñas generados a tiempo.

5. Reducir el uso de materiales a base de disolventes orgánicos.
(1) Recubrimientos a base de agua: agua como medio de dispersión en lugar de solventes orgánicos volátiles, la tecnología actual aún necesita contener alrededor de un 20% de solventes de éter y alcohol, solo pueden considerarse recubrimientos con bajo contenido de COV, no recubrimientos libres de COV.
(2) Recubrimiento en polvo sólido: sin ningún disolvente orgánico, cero emisiones de COV.
(3) Recubrimientos fotocurables: los materiales formadores de película se basan en el moldeo por reacción de curado por luz, pueden reducir el uso de solventes orgánicos, pero a menudo necesitan contener alrededor del 30% de solventes orgánicos.
(4) Adhesivos base agua y agentes desmoldantes base agua: actualmente se encuentran disponibles productos con bajo contenido en disolventes orgánicos.
6.Cocción al vapor seca a alta temperatura
Después de que la matriz plástica pasa a través de la extrusora de doble tornillo y la peletizadora, se transporta al sistema de tratamiento de COV, donde se calienta a 80-120 °C para hacer que las sustancias COV (benceno, tolueno, etilbenceno y otras sustancias de hidrocarburos) adsorbidas por las partículas de plástico se sequen al vapor lo más limpias posible. El tiempo de secado al vapor depende de la temperatura, que es alta o baja, generalmente alrededor de 3 horas. En la actualidad, las grandes empresas de modificación utilizan básicamente este método.

Proceso de tratamiento de gases residuales biológicos

El enfoque biológico es viable por dos razones:
① La concentración de los gases de escape es muy baja y la concentración del olor seleccionado se reduce en gran medida después de que el método biológico elimina los contaminantes con alta biodegradabilidad de los gases de escape, de modo que se puede cumplir con el estándar de emisiones;
②Pequeñas cantidades de hidrocarburos de cadena corta y cloruro de metileno serán adsorbidas por materiales como el carbón de bambú en el relleno, y pueden ser degradados parcial o totalmente lentamente por microorganismos.

Recolección de gases de escape → torre de pulverización → desengrasado electrostático → ventilador → filtración biológica / carbón activado → cumplir con la norma de emisiones

Una vez que el sistema de recolección recoge los gases residuales orgánicos, estos entran en la torre depuradora, donde se reduce la temperatura de los gases residuales mediante la pulverización de agua circulante, mientras se eliminan la mayoría de las partículas y los contaminantes de alto punto de ebullición (como los hidrocarburos pesados) presentes en los gases residuales. Una vez que los gases residuales salen de la torre depuradora, entran en el equipo de eliminación de aceite electrostático, que elimina aún más las partículas y los hidrocarburos pesados ​​(aceite) presentes en los gases residuales y proporciona las condiciones para el proceso posterior.
El gas de escape luego se envía a la unidad biológica, donde ingresa al biofiltro después de un tanque de prelavado, enfriamiento y humidificación adicionales, y pasa a través de una capa de filtro humedecida, porosa y llena de microbios activos, donde los microorganismos en la capa adsorben, absorben y degradan los contaminantes en el gas de escape orgánico, descomponiéndolos en dióxido de carbono, agua y otras sustancias inorgánicas.
(1) Torre de enfriamiento
El objetivo principal del proceso de pulverización es reducir la temperatura del gas residual, por un lado, para que la temperatura del gas cumpla con los requisitos de entrada del tratamiento biológico; por otro lado, a medida que disminuye la temperatura, la mayoría de los hidrocarburos pesados, ácido acrílico, acetona, cloruro de metileno y otras sustancias en la fase gaseosa se convierten en forma líquida, reduciendo así la carga contaminante.



(2) Dispositivo de eliminación de aceite electrostático
El gas de descarga de la torre de pulverización debe tener la mayor cantidad de humedad posible eliminada del gas de escape antes de que ingrese a la unidad de desaceitado. El proceso de eliminación de aceite elimina principalmente las gotas de aceite residuales en el gas de escape, principalmente mediante la eliminación de aceite electrostático. El principio de funcionamiento es que el gas de escape se introduce en un campo eléctrico de alto voltaje, lo que hace que las gotas de aceite en el gas de escape se carguen. Las gotas de aceite cargadas se mueven hacia el poste de recolección de polvo bajo la fuerza del campo eléctrico y se depositan, eliminando así las gotas de aceite del gas de escape. La eliminación de aceite electrostático tiene las ventajas de una alta eficiencia de purificación, una pequeña pérdida de resistencia y un gran volumen de rango de tratamiento de gas.

(3) Dispositivo de biofiltración
La filtración biológica es un método de tratamiento seguro, confiable y respetuoso con el medio ambiente, cuyo principio es recolectar el gas residual de varias fuentes de contaminación y enviarlo al biofiltro de manera central. Después de que el gas residual se humidifica y desempolva, pasa a través de la capa de relleno microbiano húmedo, poroso y activo, primero, el relleno y la biopelícula adsorben los contaminantes, luego los microorganismos especializados adheridos dentro y fuera del relleno absorben y degradan los contaminantes, descomponiendo los contaminantes en CO2, H2O, SO, NO y otras sustancias inorgánicas simples no tóxicas e inofensivas, SO42-, NO3- y otras sustancias inorgánicas simples no tóxicas e inofensivas.
Los bajos niveles de COV no sólo son una protección para la salud de los trabajadores, sino también uno de los criterios para una buena fábrica.
“El agua verde y la montaña verde son la montaña plateada del oro”, con la creciente conciencia de la protección del medio ambiente, creo que la industria de los plásticos modificados seguirá haciendo la transición hacia lo verde.