喷淋工艺处理PVC塑料生产废气-北极星VOCs在线

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摘要：采用喷淋工艺处理PVC塑料生产废气，将专利的吸收液与改型的喷淋塔相结合，在中试成功的基础上进行了实际工业化应用。应用结果表明：采用该工艺处理某PVC塑料生产企业的生产废气，吸收液在喷淋塔循环液中所占体积分数为15%时，废气中各污染物指标的去除率达85%以上，对于难处理的苯系物也能较好地去除；处理后废气中各污染物指标的含量满足GB14554—1993《恶臭污染物排放标准》和DB44/27—2001《大气污染物排放限值》的要求；该工艺装置运行费用较低，仅为电费和少量药剂费用，吸收液可循环使用，设备保养及维护简单，可满足市场需求。

聚氯乙烯(PVC)粉末在加工成PVC塑料制品的过程中，通常会添加增塑剂、稳定剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性、韧性、延展性等。这些有毒的添加剂和助剂在生产过程中渗出并气化到空气中，不仅影响人的生理机能，还大幅增加了致癌率。PVC塑料生产废气和粉尘种类复杂多变，其有害成分主要为邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸、己二酸酯、环氧化合物、氯代烃、硬脂酸、β-二酮和氯化氢等。

目前，传统的有机废气处理方法主要有4种：低温等离子体法、静电吸附法、活性炭吸附法和喷淋吸收法。低温等离子体法在处理低含量VOCs方面具有独特作用，对链状烃及其衍生物具有较好的处理效果，但对于环状烃及其衍生物的处理效果不理想，尤其是对芳香族类有机物，且设备与运行成本高。静电吸附法对粉尘等颗粒物的去除效果较好，但对高浓度有机废气的处理效果相对较差，且设备与运行成本较高，维护程序复杂。活性炭吸附法对有机废气的去除效果较好，但活性炭易达吸附饱和，无论是更换还是解吸，成本都较高。喷淋吸收法设备简单，维护方便，运行成本较低，但传统的喷淋吸收法存在两大弊端，一是喷淋设备自身缺陷，导致废气与循环液接触时间太短;二是循环液的吸收效果有限。

对于中小型企业，在废气治理方面的预算有限，面对高额的设备投资及运行成本，这些企业往往显得力不从心。本工作采用喷淋工艺处理PVC塑料生产废气，将专利的吸收液与改型的喷淋塔相结合，取得了较好的处理效果，且设备简单、维护方便、运行费用低，可满足市场需求。

1 试验部分

1.1 喷淋工艺的流程和设备

为了确保处理效果，使废气中的极性和非极性有机成分均被充分吸收，本工艺采用两台自主设计的改型的喷淋塔串联使用。风机安置于两塔之间，以防止其被油性气体污染腐蚀，同时保证抽风效果。通过(聚丙烯)PP管道集中收集的PVC塑料生产废气首先进入1#喷淋塔，在极性吸收液的作用下吸收极性有机分子，进行除油、除烟尘净化处理;处理后的废气经过风机进入2#喷淋塔，在非极性吸收液的作用下吸收非极性有机分子，进行除异味净化处理，最终达标排放。

喷淋塔是药剂喷淋处理工艺中的关键设备。针对PVC塑料生产废气，设计采用PP材质的喷淋塔。喷淋塔内部由隔层隔开。圆柱体塔身共分为4层：最底层为循环液槽;向上第2~4层为填料层，每层填充大量PP材质的环保球(多面体空心球)，以增大比表面积;第3和第4层亦为喷淋层，每层装有大量的喷头，循环泵将最底层的循环液抽至第3和第4层，由喷头高速向下喷出，向下喷淋出的循环液与向上流动的废气在环保球上充分接触，并发生吸附。喷淋塔顶的部锥体结构中亦填充有大量的环保球，作为除雾层使用。综合考虑处理成本和废气净化效率，废气在塔内的停留时间确定为3~4 s。根据废气量的大小及废气成分的复杂程度，确定喷淋塔的尺寸规格。一般来说，对于2×104~6×104 m3/h的废气量，采用内径2.0~3.5 m、高3.5~5.2 m的喷淋塔。

中试时采用内径1.0 m、高3.0 m的两台喷淋塔串联处理风量为6 000 m³/h的广州宏仁企业集团宏信三厂PVC塑料生产废气。中试设备照片见图1，从右至左依次为1#喷淋塔、风机、2#喷淋塔。

1.2 吸收液的选择

喷淋塔所用吸收液为本课题组调配的专利产品——JYSW-01型极性吸收液和JYSW-02型非极性吸收液。这两种吸收液是采用先进的萃取技术从纯天然玉米中提取糖苷类活性物质，再加入羧酸钠盐类作为表面活性剂制成的。该吸收液可与水以任意比例互溶，在气-液对流界面通过分子间作用力与有机分子迅速发生多种物理化学过程，对芳香族类有机物具有独特的处理能力。

1#喷淋塔循环液中添加JYSW-01型极性吸收液，2#喷淋塔循环液中添加JYSW-02型非极性吸收液。进入循环液中的有机物比水轻，悬浮于循环液的表面。其中：与空气接触部分被氧化并聚集，可以固体形态捞出，用来做植物肥料;

另一部分在内部经长时间生化反应被降解。循环液不需更换，并能自动补水，只需定期补加相应吸收液即可。

1.3 分析方法

喷淋工艺装置运行一周后，采用北京检测仪器有限公司生产的CD-2H型恒流大气采样器对1#喷淋塔进气口(处理前)和2#喷淋塔出气口(处理后)的废气进行采样。采用活性炭吸附—二硫化碳解吸气相色谱法测定苯、甲苯和二甲苯的质量浓度;采用气相色谱法测定总VOCs和非甲烷总烃的质量浓度;采用北京北信未来电子科技中心生产的HJ05-LB-4110型烟尘测试仪测定颗粒物质量浓度;采用三点比较式臭袋法测定臭气浓度。根据测定结果计算各污染物的去除率。