環(huán)境影響評價(jià)中注塑廢氣的產(chǎn)污分析

王梓立

（廣州頤景環(huán)保科技有限公司，廣東 廣州 511486）

注塑擠出成型階段會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣，主要表征為非甲烷總烴，具體成分根據(jù)不同原材料以及其對應(yīng)的成型分解溫度有所不同。本文通過分析其原材料特點(diǎn)，從而對注塑成型過程中污染物的種類以及污染物產(chǎn)生量進(jìn)行分析，注塑產(chǎn)生的污染物需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)[1]后高空排放，注塑廢氣表征為非甲烷總烴，使用活性炭對其處理時(shí)需注意煙氣溫度，以免影響活性炭的處理效率甚至導(dǎo)致活性炭直接燃燒。

塑料注塑是塑料制品生產(chǎn)過程的一種工藝，一般通過注塑機(jī)內(nèi)電加熱高溫把塑料顆粒變?yōu)槌扇廴跔顟B(tài)，將熔融狀態(tài)下的塑料利用壓力注進(jìn)注塑機(jī)的模具中，冷卻成型得到各種各樣的塑料件，且注塑機(jī)通常為一體化設(shè)備，從進(jìn)料至出料均在注塑機(jī)里完成。目前最常使用的塑料是PE、PP、ABS、PA、PS、PC等；由于各種塑料粒的成型溫度及分解溫度會(huì)有所不同，在環(huán)境影響評價(jià)中對注塑過程的廢氣產(chǎn)污分析會(huì)因?yàn)樽⑺芄に嚋囟炔煌嬖诓町悾蝗粲捎跍囟冗^高導(dǎo)致塑料顆粒直接分解，其產(chǎn)污量除了要考慮相關(guān)產(chǎn)污系數(shù)外，還需考慮其分解量，從而得出產(chǎn)污總量。

1 不同塑料顆粒對應(yīng)成型、分解溫度

本文主要分析常用的PE、PP、ABS、PA、PVC、PC塑料顆粒。

PE塑料顆粒：聚乙烯是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。具有優(yōu)良的耐低溫性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕，成型溫度為：140～220 ℃，分解溫度為：335 ℃。

PP塑膠粒：由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。通常較厚、較韌，抗拉強(qiáng)度較高，可用于大棚膜、承重包裝袋等，PP塑料熔點(diǎn)溫度為164～170 ℃，分解溫度可達(dá)300 ℃以上。

ABS塑膠粒：ABS塑料是丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）三種單體的三元共聚物，三種單體相對含量可任意變化，制成各種樹脂。ABS塑料是一種原料易得、綜合性能良好、價(jià)格便宜、用途廣泛的“堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性”材料，其成型溫度為190～200 ℃，熱分解溫度可達(dá)273 ℃[2]。

PA塑料顆粒：聚酰胺俗稱尼龍（Nylon），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱，是一種力學(xué)性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，成型溫度為：215～220 ℃，分解溫度為：330 ℃。

PC塑膠粒：又稱聚碳酸酯，幾乎無色的玻璃態(tài)的無定形聚合物，有很好的光學(xué)性，具有較高的抗熱降解性，成型溫度為250～270 ℃，熱分解溫度可達(dá)340 ℃[3]。

PVC塑料片：PVC塑料，化工領(lǐng)域指化合物聚氯乙烯，成型溫度為：140～160 ℃，分解溫度為：200 ℃，PVC材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。

表1為各種塑料成型、分解溫度匯總。

由表1可知，不同塑料顆粒的分解溫度各不相同，其在注塑工序中的產(chǎn)污量也會(huì)根據(jù)設(shè)定的溫度值變化而變化。

2 不同情況下注塑工序產(chǎn)污分析

環(huán)境影響評價(jià)工作中注塑工序的產(chǎn)污通常分兩種情況進(jìn)行分析，一種是注塑機(jī)溫度能控制在所用的塑料顆粒分解溫度之下，則注塑過程不會(huì)因?yàn)樗芰项w粒分解而額外產(chǎn)生廢氣污染物；另一種情況則是由于種種原因，注塑機(jī)溫度無法控制在所用的塑料顆粒分解溫度之下，除去樹脂中其他側(cè)鏈斷裂產(chǎn)生少量的有機(jī)廢氣外，塑料顆粒會(huì)產(chǎn)生分解，額外產(chǎn)生廢氣污染物。

2.1 不涉及分解情況

企業(yè)在使用不同塑料顆粒時(shí)，根據(jù)各原料成型、分解溫度，嚴(yán)格設(shè)定注塑機(jī)熔融溫度，使各種塑料顆粒在注塑過程中僅由固態(tài)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，不產(chǎn)生分解，但樹脂在加熱過程中可能會(huì)導(dǎo)致樹脂中其他側(cè)鏈斷裂，會(huì)有少量的有機(jī)廢氣產(chǎn)生，因此在這種情況下注塑產(chǎn)生的非甲烷總烴無需考慮塑料顆粒分解，其產(chǎn)污系數(shù)可以參照《上海市工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放量通用計(jì)算方法（試行）》[4]主要塑料制品制造工序產(chǎn)污系數(shù)，此文中明確了主要塑料制品制造工序產(chǎn)污系數(shù)，包括一般塑料制品制造、射出成型制造、塑料皮制造、塑料袋膜制品制造、塑料管材制造；在環(huán)境影響評價(jià)工程分析章節(jié)可根據(jù)項(xiàng)目產(chǎn)品不同選擇對應(yīng)的產(chǎn)污系數(shù)進(jìn)行核算非甲烷總烴的產(chǎn)生量。

2.2 涉及分解情況

企業(yè)在生產(chǎn)過程由于各種因素限制，使其注塑機(jī)設(shè)置的熔融溫度高于分解溫度時(shí)，除了樹脂在加熱過程中側(cè)鏈斷裂會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣外，塑料顆粒分解也會(huì)產(chǎn)生廢氣，溫度越高，分解量越高。根據(jù)《合成樹脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB31572-2015）中表5所述，生產(chǎn)過程使用到ABS樹脂需對苯乙烯排放因子進(jìn)行識(shí)別分析。以ABS塑料作為原料的注塑生產(chǎn)為例，若注塑機(jī)溫度達(dá)到270 ℃以上，ABS會(huì)開始進(jìn)行熱分解，會(huì)產(chǎn)生除了非甲烷總烴外的丙烯腈（A）：丁二烯（B）：苯乙烯（S）。非甲烷總烴產(chǎn)生量與第一種情況一致；苯乙烯產(chǎn)生量根據(jù)《ABS樹脂熱穩(wěn)定性能評價(jià)方法研究Ⅰ.熱烘箱法模擬使用環(huán)境評價(jià)樹脂性能》中質(zhì)量保持率與溫度關(guān)系圖得出，注塑機(jī)溫度對應(yīng)其質(zhì)量保持率可計(jì)算出損失苯乙烯量即為苯乙烯廢氣產(chǎn)生量。

2.3 注塑廢氣的收集與處理

注塑工藝用到的注塑機(jī)一般為半密閉狀態(tài)，僅在塑料件與模具分離位置會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣；一般在注塑機(jī)出氣口上方設(shè)置上吸式集氣罩，集氣罩罩口長寬取決于注塑機(jī)大小，廢氣發(fā)生源至罩口的距離一般控制在0.15～0.3 m，風(fēng)速一般為0.5 m/ s，方可達(dá)到較高收集效率。

注塑廢氣一般選用活性炭吸附，活性炭對氣體的吸附具有廣泛性，對有機(jī)氣體、無機(jī)氣體、大分子量、小分子量均有較好的吸附性能，特別適用于混合有機(jī)氣體的吸附。注塑機(jī)產(chǎn)生氣體溫度較高，但一般經(jīng)集氣罩收集并通過管道后，其溫度下降較多，《吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ2026-2013）指出，進(jìn)入吸附裝置的廢氣溫度宜低于40 ℃，采用顆粒狀吸附劑時(shí)的氣流流速宜低于0.6 m/s，若注塑機(jī)注塑溫度較高時(shí)，應(yīng)考慮在活性炭吸附箱前置噴淋塔等降溫裝置，確保活性炭吸附的處理效果。

3 結(jié)論

塑料行業(yè)中塑料注塑工序會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣，主要成分為非甲烷總烴等，但由于產(chǎn)品、工藝需求，過高溫度會(huì)產(chǎn)生分解，分解產(chǎn)生的單體需要進(jìn)行單獨(dú)核算。

本文介紹了常用的PE、PP、ABS、PA、PVC、PC塑料的成型、分解溫度，在日常環(huán)境影響評價(jià)工作中，根據(jù)各企業(yè)特點(diǎn)，分析不同溫度下有機(jī)廢氣的產(chǎn)生量。在塑料顆粒不分解情況下，注塑產(chǎn)生的非甲烷總烴可直接參考《上海市工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放量通用計(jì)算方法（試行）》中對應(yīng)的產(chǎn)品的產(chǎn)污系數(shù)進(jìn)行核算即可得出產(chǎn)污量；在塑料顆粒分解情況下，不僅需要核算其非甲烷總烴的產(chǎn)生量，還需核算相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)中要求核算的單體廢氣產(chǎn)生量，可根據(jù)塑料顆粒的組成成分，以及該成分隨溫度變化規(guī)律分析其產(chǎn)生的單體廢氣產(chǎn)生量。