廢氣處理設(shè)備在注塑工藝中的應(yīng)用

 

在注塑工藝廢氣處理設(shè)備中的應(yīng)用:

 

塑料成型工藝是制造塑料制品的一種方式。

 

整個注塑過程是這樣的:通過進(jìn)料斗將塑料顆粒加入到圓筒中，逐漸加熱到一定溫度并保持一定時間，在一定的混合強(qiáng)度(轉(zhuǎn)速)下均勻(塑化)→在一定的壓力(推力)和速度下推入模具(注塑)→在壓力下冷卻(保壓)(控制冷卻速度)→當(dāng)塑料達(dá)到一定溫度時， 以一定的速度打開模具→以一定的速度和力將產(chǎn)品推出模具→檢查產(chǎn)品，修整飛邊(模具接合面上形成的多余材料)和手柄(塑料注塑通道上的材料，也可以彌補(bǔ)產(chǎn)品冷卻和縮短時減少的體積)→包裝→入庫。 同時注塑機(jī)加入脫模劑，合模。注塑工藝主要控制各工序的溫度、壓力、速度、時間等參數(shù)。每一種塑料，每一種產(chǎn)品和注塑機(jī)都需要不同的工藝參數(shù)。注塑工藝還應(yīng)包括水分控制、添加劑控制、著色劑控制等。

 

注塑廢氣處理

 

注塑成型的四個要素

 

1.塑料模具2.注塑成型機(jī)3.塑料材料4.成型條件。

 

***部分都是用雙板模具和三板模具，也有一些是有滑塊的。

 

基本結(jié)構(gòu):

 

①陽模(下模):陽模固定板、陽模輔助板、***出板、陽模板。

 

②母模(上模)、母模板、母模固定板、進(jìn)膠圈和定位圈。

 

③恒溫系統(tǒng)冷卻。穩(wěn)定模具溫度。

 

注塑機(jī)主要由塑化、注塑設(shè)備、合模設(shè)備和傳動機(jī)構(gòu)組成；電驅(qū)動馬達(dá)，馬達(dá)驅(qū)動油泵，油泵打破油壓，油壓驅(qū)動活塞，活塞驅(qū)動機(jī)械。

 

1.按注塑方式可分為:①臥式注塑機(jī)②立式注塑機(jī)③角型注塑機(jī)④多色注塑機(jī)。

 

2.按鎖模方式可分為:①直壓式注塑機(jī)②曲軸式注塑機(jī)③直壓式和曲軸復(fù)合式。

 

3.按加料方式可分為:①柱塞注塑機(jī)②單程螺桿注塑機(jī)③往復(fù)螺桿注塑機(jī)。

 

造粒擠出是塑料注塑成型的主要工藝，造粒擠出工藝的溫度一般為169 ~ 210℃。不同項目操作不同，但不能高于塑料材料的熱分化溫度。至于造粒過程的工藝廢氣成分，比較亂。不同的材料有不同的排氣成分。

 

塑料，學(xué)名聚氯乙烯，是由熱塑性氯乙烯聚合而成的高分子化合物。工業(yè)產(chǎn)品為白色或淡黃色粉末，比重約1.4 g/cm3，氯含量56% ~ 58%，熔點(diǎn)約70 ~ 85℃，成型溫度160 ~ 190℃，分化溫度> 200℃。在PVC塑料顆粒的熱解過程中(180 ~ 200℃)，由于分子間的剪切和捏合，在斷鏈、分化和降解過程中產(chǎn)生游離單體廢氣，PVC中產(chǎn)生氯乙烯和氯化氫單體。

 

ABS塑料，學(xué)名丙烯腈丁二烯苯乙烯，比重約1.05克/立方厘米，成型縮短率0.4-0.7%，成型溫度200-240℃，分化溫度> 270℃。ABS塑料在熱解過程中(160 ~ 210℃)，由于分子間的剪切和捏合作用，在斷鏈、分化和降解過程中會產(chǎn)生游離單體廢氣，主要包括丙烯腈單體、苯乙烯單體和非甲烷總烴。

 

PE塑料，學(xué)名聚乙烯，是由乙烯聚合而成的高分子化合物，比重約為0.94 ~ 0.96 g/cm3，成型縮短率為1.5 ~ 3.6%，成型溫度為140 ~ 220℃，分化溫度> 320℃。PE塑料加工溫度很寬，很難區(qū)分和熱解(160 ~ 210℃)，因?yàn)樵诜肿娱g剪切和捏合作用下，斷鏈、區(qū)分和降解過程中會產(chǎn)生游離單體廢氣，乙烯單體是***位的。

 

PP塑料，學(xué)名聚丙烯，是由丙烯聚合而成的高分子化合物，比重為0.9-0.91 g/cm3，成型縮短率為1.0-2.5%，成型溫度為160-220℃，加工溫度為200-300℃，熱穩(wěn)定性***異(分化溫度為310℃)。PP塑料加工溫度范圍廣，不易區(qū)分，在分子間剪切捏合作用下，因斷鏈、分化、降解而發(fā)生熱解過程(200-300℃)，游離單體廢氣主要為丙烯單體。

 

NPBT塑料，學(xué)名聚對苯二甲酸丁二醇酯，是由對苯二甲酸二甲酯和1，4-丁二醇酯交換而成。結(jié)晶熱塑性聚酯。無味，無嗅，無毒。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為45-48℃，熱變形溫度為58-66℃(1.82兆帕)，活性溫度為225℃，應(yīng)用溫度為120℃，相對密度為1.324克/立方厘米，吸水率為0.03-0.07%，熱解時區(qū)分的單體為芳烴組分。

 

PAS塑料，學(xué)名聚芳酚，琥珀色亮粒子。相對密度(25℃/4℃)為1.371，折射率為1.652，耐熱性遠(yuǎn)高于雙酚a聚砜，熱變形溫度和連續(xù)操作溫度均高100℃左右。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為288℃，連續(xù)操作溫度為260℃，熱變形溫度為274℃(1.82兆帕)，分化溫度> 300℃。熱解過程中區(qū)分的單體是芳烴。

 

聚甲醛塑料，聚甲醛，是甲醛的均聚物和共聚物的總稱，聚甲醛的相對密度為1.402-1.405。結(jié)晶度為77%-78%，低于多聚甲醛。熔點(diǎn)、強(qiáng)度、硬度也略低。熔點(diǎn)167-171℃，熱變形溫度100-157℃ (1.82 MPa)，馬丁耐熱55-58℃，***工作溫度100-104℃。它具有***異的耐疲勞性、耐磨性和耐化學(xué)性。熱分化溫度為235-240℃，熱分化過程中釋放甲醛廢氣

 

1)聚乙烯

 

①聚乙烯(PE)產(chǎn)品的生產(chǎn):高壓聚乙烯加熱到150℃時，會分化為酸、酯、不飽和烴、過氧化物、甲醛、乙醛、CO2、CO等。薄膜產(chǎn)品應(yīng)注意抗氧化劑、穩(wěn)定劑和著色劑造成的毒性損傷；其產(chǎn)品有一種共同的氣味，長期使用混有穩(wěn)定劑的聚乙烯管靜脈輸液會發(fā)生靜脈炎。低壓聚乙烯加熱到150℃時，會產(chǎn)生酸、酯、不飽和烴、過氧化物、甲醛、乙醛、CO2、CO等揮發(fā)性無序混合物。210℃~250℃產(chǎn)生的混合氣體包括甲醛、不飽和烴、有機(jī)酸、有機(jī)氯化物、一氧化碳等。熱切割和密封聚乙烯管道時，熱解的產(chǎn)物是甲醛和丙烯醛。這種熱解產(chǎn)物會導(dǎo)致中毒。

 

②聚乙烯(PE):本身沒有毒性，但加入抗氧化劑、穩(wěn)定劑、著色劑后有毒性。當(dāng)產(chǎn)物加熱到150℃~220℃時，熱解產(chǎn)物包括酸、酯、不飽和烴、過氧化物、甲醛、乙醛、CO2和一氧化碳等。從上面可以看出，TVOC應(yīng)該比非甲烷總烴***。另外，熱解量沒有0.1%-0.5%那么***，注塑生產(chǎn)的噴嘴材料、龜頭材料甚至包括試驗(yàn)機(jī)材料在內(nèi)的一般材料的損耗也只有1%-2%，所以熱解量肯定沒有那么***。但不同的塑料件會有所不同，注塑件和薄膜制品的退熱損耗也會有所不同，一般按0.01%的材料消耗計算。

 

2)聚氯乙烯

 

注塑工藝選用PVC(聚氯乙烯)作為材料，廢氣中可能會釋放出HCl和游離氯乙烯。當(dāng)材料含有聚甲醛時，可能會釋放出甲醛。此外，由于造粒過程中的工藝廢氣成分比較雜亂，一些地方政府選擇非甲烷碳?xì)浠衔锖怂氵M(jìn)行定量評價，一些地方政府也選擇VOC(揮發(fā)性有機(jī)物)核算進(jìn)行定量評價。由于造粒時的加熱溫度一般控制在塑料材料允許的范圍內(nèi)，所以分化單體的量很少，加熱一般在密閉容器中進(jìn)行，只排出少量的應(yīng)急單體。一般來說，以100-200克/噸產(chǎn)品計，加熱分化攻擊的單體僅占總量的0.01-0.02%。造粒過程的廢氣成分比較亂，不同物料的廢氣成分不同。

 

聚氯乙烯(PVC)是氯乙烯聚合而成的高分子化合物，為熱塑性塑料，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為80℃ ~ 85℃。工業(yè)產(chǎn)品為白色或淡黃色粉末，相對密度為1.4，氯含量為56 ~ 58%。低分子量易溶于酮、酯和氯代烴溶劑。具有***異的耐化學(xué)腐蝕性。熱穩(wěn)定性和耐光性差。氯化氫是在100℃以上或長時間暴露于日光下開始分化的。PVC在加工過程中會因受熱而降解，因?yàn)闀尫懦鯤Cl，多烯結(jié)構(gòu)分子中的共軛雙鍵數(shù)量增加。當(dāng)數(shù)量達(dá)到8個以上時，光波的吸收開始收斂，所以顏色會逐漸加深(黃色→棕色→棕色)。根據(jù)鹽酸釋放速率的不同，鹽酸的降解溫度可分為以下四個階段:

 

(1)預(yù)著色降解:100~130℃時，HCl開始釋放，但釋放速率很小，在此溫度下暴露10天以上，PVC逐漸變色。

 

(2)中期降解:140~160℃時，HCl釋放速率逐漸增加。

 

(3)長期熱降解:160~220℃。

 

(4)完全降解:鹽酸在220℃以上完全釋放。

 

注塑廢氣處理設(shè)備介紹；

 

VOC廢氣處理技巧——氧化法是***適合不需要回收的有毒有害VOC的處理技巧和方法。氧化法的基本原理:VOC和O2相互反應(yīng)生成CO2和H2O。

 

從化學(xué)反應(yīng)方程來看，氧化反應(yīng)類似于化學(xué)燃燒過程，但由于VOC濃度相對較低，化學(xué)反應(yīng)中不會出現(xiàn)可見火焰。一般來說，氧化過程可以通過兩種方法保證氧化反應(yīng)的順利進(jìn)行:a)加熱。使含有VOC的有機(jī)廢氣達(dá)到回聲溫度；b)使用催化劑。如果溫度低，氧化反應(yīng)可以在催化劑表面進(jìn)行。因此，有機(jī)廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法:

 

a)催化氧化法。目前，催化氧化中使用的催化劑有兩種，即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要含有鉑、鈀等。，它們以細(xì)顆粒的形式附著在催化劑載體上，催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩體或散裝填料；非貴金屬催化劑主要是通過將過渡元素金屬氧化物如二氧化錳與粘結(jié)劑按一定比例混合而制備的。為了防止催化劑中毒后失去催化活性，需要在處理前徹底去除能毒害催化劑的物質(zhì)，如鉛、鋅、汞等。如果不能去除有機(jī)廢氣中的催化劑毒物和覆蓋物，這種催化氧化法不能用于處理VOC

 

b)熱氧化法。當(dāng)時熱氧化法分為三種:熱燃燒法、分區(qū)法和蓄熱法。三種方法的***個區(qū)別在于熱量回收方法。這三種方法都可以與催化法結(jié)合，降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)溫度。

 

熱燃燒熱氧化器一般指氣體燃燒爐。氣體燃燒爐由助燃劑、混合區(qū)和燃燒室組成。同時，燃燒改進(jìn)劑，如天然氣、石油等。，是輔助燃料。在燃燒過程中，燃燒爐內(nèi)的熱混合區(qū)可以預(yù)熱VOC廢氣，預(yù)熱后可以為有機(jī)廢氣的處理提供空間和時間，***終完成有機(jī)廢氣的無害化處理。

 

在供氧充足的條件下，氧化反應(yīng)的反應(yīng)程度——VOC去除率——主要取決于“三個t條件”:反應(yīng)溫度、時間和湍流。這“三個T條件”是相互聯(lián)系的。在一定的尺度下，一個條件的改善可以減少另外兩個條件。熱燃燒熱氧化器的缺點(diǎn)是輔助燃料價格高，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行成本較高。

 

直燃式廢氣處理爐

 

所需溫度:700-800攝氏度

 

對應(yīng)廢氣品種:全部

 

廢氣凈化率達(dá)99.8%以上

 

廢氣機(jī)余熱回收系統(tǒng)的部署可以有效降低工廠的運(yùn)營成本

 

廢氣處理設(shè)備

 

催化廢氣處理爐

 

所需溫度:300-400攝氏度

 

基于廢氣濃度的自燃

 

在系統(tǒng)規(guī)劃中使用預(yù)處理劑和催化劑清洗可以延長設(shè)備的使用壽命

 

前端可以配備各種吸附材料

 

RCO處理技巧***別適用于對熱回收率要求高的場合，也適用于同一條生產(chǎn)線由于產(chǎn)品不同，廢氣成分經(jīng)常變化或廢氣濃度波動較***的場合。***別適用于干燥線需要熱能回收或廢氣處理的企業(yè)，可以為干燥線回收能量，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

 

***點(diǎn):工藝流程簡單，設(shè)備緊湊，運(yùn)行可靠；凈化能力高，一般達(dá)到98%以上；與RTO相比，燃燒溫度低；一次性投資低，運(yùn)行成本低，其熱回收功率一般可達(dá)85%以上；整個過程無廢水侵襲，凈化過程無NOX等二次污染，RCO凈化設(shè)備可與干燥室配套使用，凈化后的氣體可直接回用于干燥室，達(dá)到節(jié)能減排的目的；

 

缺點(diǎn):催化燃燒設(shè)備只適合處理含有低沸點(diǎn)有機(jī)成分和低灰分的有機(jī)廢氣，不適合處理含有油煙等粘性物質(zhì)的廢氣，催化劑要中毒；處理后的有機(jī)廢氣濃度低于20%。

 

催化燃燒設(shè)備

 

蓄熱式廢氣處理爐

 

所需溫度:800-900攝氏度

 

甲苯濃度低于500ppm也可以啟動自燃系統(tǒng)規(guī)劃

 

能完成與RCO的合作

 

適用于***風(fēng)量、低濃度，有機(jī)廢氣濃度在100 ppm ~ 20000 ppm之間。其運(yùn)行成本低，當(dāng)有機(jī)廢氣濃度在450PPM以上時，RTO設(shè)備不需要添加輔助燃料；凈化率高，兩床RTO凈化率可達(dá)98%以上，三床RTO凈化率可達(dá)99%以上，無NOX等二次污染發(fā)生；全自動控制，操作簡單；安全性高。

 

***點(diǎn):處理***流量、低濃度有機(jī)廢氣時，運(yùn)行成本很低。

 

缺點(diǎn):一次性投資高，燃燒溫度高，不適合處理高濃度有機(jī)廢氣，運(yùn)動部件多，需要更多的保護(hù)操作。

 

RTO(蓄熱式熱燃燒技能)濃縮及余熱回收系統(tǒng)，可將低濃度、***風(fēng)量的VOCs廢氣濃縮成高濃度、小風(fēng)量的廢氣，然后高溫燃燒，回收蓄熱體的熱量，應(yīng)用于廢氣預(yù)熱及熱轉(zhuǎn)換設(shè)備。

 

伸縮式熱燃燒系統(tǒng)

 

伸縮式熱燃燒系統(tǒng)(簡稱TNV)使用氣體或油直接燃燒和加熱含有有機(jī)溶劑的廢氣。在高溫作用下，有機(jī)溶劑分子被氧化并分化為CO2和水。排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^配套的多級換熱設(shè)備加熱生產(chǎn)過程所需的空氣或熱水，充分回收利用氧化分化有機(jī)廢氣時產(chǎn)生的熱能，降低整個系統(tǒng)的能耗。因此，當(dāng)生產(chǎn)過程需要***量熱量時，TNV系統(tǒng)是處理含有有機(jī)溶劑的廢氣的有效且雄心勃勃的處理方法。新建涂裝生產(chǎn)線一般選用TNV回收熱燃燒系統(tǒng)。

 

TNV系統(tǒng)由三部分組成:廢氣預(yù)熱燃燒系統(tǒng)、循環(huán)空氣加熱系統(tǒng)和新風(fēng)換熱系統(tǒng)

 

廢氣燃燒集中供熱設(shè)備的***點(diǎn)包括:有機(jī)廢氣在燃燒室內(nèi)的停留時間為1 ~ 2s；有機(jī)廢氣的分化率***于99%；熱回收率可達(dá)76%；燃燒爐出力調(diào)節(jié)比可達(dá)26∶1，***可達(dá)40∶1。

 

缺點(diǎn):處理低濃度有機(jī)廢氣時，運(yùn)行成本較高；管式換熱器只有在連續(xù)運(yùn)行時才具有較長的壽命。

 

VOC廢氣處理技巧——冷凝回收法不同溫度下有機(jī)物飽和度不同。冷凝回收法就是利用有機(jī)物的***性來發(fā)揮作用。降低或提高系統(tǒng)壓力后，蒸汽環(huán)境中的有機(jī)物通過冷凝提取。有機(jī)廢氣經(jīng)冷凝提取后，可以得到高度凈化。其缺點(diǎn)是操作困難，常溫下不易使用冷卻水。它需要冷卻冷凝水，所以需要更多的費(fèi)用。

 

這種處理方法主要適用于高濃度低溫有機(jī)廢氣的處理。一般適用于VOC含量高(百分之幾)、氣體體積小的有機(jī)廢氣的回收處理。由于VOC***部分是易燃易爆氣體，氣體中的VOC含量不會因爆炸極限而過高，因此要達(dá)到較高的回收率，需要選擇非常低溫度的冷凝介質(zhì)或高壓措施，這必然會增加設(shè)備投資和處理成本。所以這個技能一般都是作為一級治療技能，和其他技能結(jié)合使用。