### 一、塑料概述

塑料是以高分子量合成树脂为主要成分，加入添加剂后通过成型加工制成的材料。其生产过程涉及聚合反应（如聚乙烯、聚丙烯的合成）、改性（添加增塑剂、阻燃剂等）及成型（注塑、挤出、吹塑等）。根据树脂类型，塑料可分为热塑性（如PE、PP）和热固性（如酚醛树脂）；按用途可分为通用塑料（如PVC、PS）和工程塑料（如ABS、尼龙）。

塑料的广泛应用带来环境挑战，其生产过程中产生的废气是重点治理对象。

### 二、塑料厂废气来源与成分

#### （一）废气来源

1. **原料储存与混料**

- 有机溶剂（如甲苯、二甲苯）挥发。

- 粉状原料（如填料、颜料）搬运产生粉尘。

2. **熔融与成型**

- **塑化与挤出**：高温导致塑料分解，释放苯、甲醛等VOCs。

- **注塑与吹塑**：高压下塑料熔融，产生非甲烷总烃（NMHC）和苯系物。

- **发泡工艺**：发泡剂（如戊烷）挥发，可能超标排放。

3. **后处理与辅助工序**

- **印刷与涂装**：油墨、涂料中的溶剂（如乙酸乙酯）挥发。

- **清洗与脱模**：有机溶剂（如丙酮）使用。

- **回收再生**：废旧塑料热解产生二噁英、氯化氢等有毒气体。

#### （二）废气成分

1. **挥发性有机物（VOCs）**

- **苯系物**：苯、甲苯、二甲苯（毒性强，致癌风险高）。

- **脂肪烃**：正十一烷、异丙酮（异味明显）。

- **卤代烃**：氯乙烯（PVC生产）、二氯甲烷（清洗剂）。

2. **恶臭物质**

- **含硫化合物**：硫化氢、硫醇（橡胶改性过程）。

- **含氮化合物**：胺类、吲哚（添加剂分解）。

3. **颗粒物与有毒气体**

- **粉尘**：塑料碎屑、炭黑（造粒工序）。

- **酸性气体**：氯化氢（PVC热解）、二氧化硫（燃煤锅炉）。

### 三、塑料厂废气处理案例

#### （一）案例一：活性炭吸附+催化燃烧（某注塑车间）

- **背景**：注塑机排放含NMHC（浓度200-300 mg/m³）、苯系物的废气，风量50,000 m³/h。

- **工艺**：

1. **预处理**：喷淋塔降温（80℃→40℃），去除颗粒物。

2. **核心处理**：

- **活性炭吸附**：填充碘值800 mg/g的活性炭，吸附效率90%。

- **脱附再生**：饱和活性炭经120℃热空气脱附，浓缩废气进入催化燃烧装置（300℃，铂钯催化剂），分解为CO₂和H₂O。

- **效果**：排放浓度NMHC≤10 mg/m³，苯系物≤1 mg/m³，符合《大气污染物综合排放标准》（GB32/4041-2021）。

- **成本**：设备投资约300万元，年运行成本（电费、活性炭更换）约50万元，催化燃烧余热回收降低能耗30%。

#### （二）案例二：生物处理+光催化氧化（某食品包装厂）

- **背景**：吹塑工序产生含乙酸乙酯（浓度150 mg/m³）、丙酮（50 mg/m³）的废气，风量30,000 m³/h。

- **工艺**：

1. **生物滤池**：填充木屑-活性炭复合填料，微生物降解60%的VOCs（停留时间30秒）。

2. **光催化氧化**：UV-C（185 nm）照射TiO₂催化剂，产生羟基自由基，分解剩余有机物（去除率≥95%）。

- **效果**：排放浓度VOCs≤10 mg/m³，异味消除，运行成本（电费、微生物营养液）约15万元/年。

#### （三）案例三：RCO（蓄热式催化燃烧）+冷凝回收（某塑料造粒厂）

- **背景**：造粒废气含甲苯（浓度500 mg/m³）、二甲苯（300 mg/m³），风量20,000 m³/h。

- **工艺**：

1. **冷凝回收**：-10℃冷冻水冷凝，回收70%的有机溶剂（年回收甲苯约20吨）。

2. **RCO处理**：剩余废气经陶瓷蓄热体预热至250℃，在催化剂作用下氧化分解，热效率≥95%。

- **效果**：排放浓度VOCs≤10 mg/m³，余热回用降低能耗40%，年节省燃料费约80万元。

#### （四）案例四：等离子体+活性炭吸附（某医疗塑料厂）

- **背景**：注塑废气含氯苯（浓度80 mg/m³）、二噁英（毒性当量0.1 ng/m³），风量15,000 m³/h。

- **工艺**：

1. **等离子体处理**：高能电子破坏分子链，去除90%的含氯有机物。

2. **活性炭吸附**：浸渍活性炭深度吸附二噁英，穿透率≤0.1%。

- **效果**：排放浓度氯苯≤0.5 mg/m³，二噁英≤0.01 ng/m³，满足欧盟标准。

### 四、技术对比与政策要求

| **技术**       | **适用场景**               | **去除率** | **投资成本** | **运行成本** |

|----------------|----------------------------|------------|--------------|--------------|

| 活性炭吸附     | 低浓度、大风量废气         | 70-90%     | 低           | 中（需换炭） |

| 催化燃烧       | 高浓度、高热值废气         | ≥95%       | 高           | 低（余热回用） |

| 生物处理       | 易降解、低浓度废气         | 60-80%     | 中           | 低           |

| 等离子体       | 难降解、含氯有机物废气     | 80-95%     | 中           | 高（能耗）   |

**政策要求**：

- **排放标准**：重点区域执行《大气污染物综合排放标准》（GB32/4041-2021），NMHC≤10 mg/m³，苯系物≤1 mg/m³。

- **工艺要求**：禁止使用单一活性炭吸附（需两级处理），鼓励采用RCO、RTO等高效技术。

- **监管措施**：安装CEMS在线监测，涉VOCs工序需密闭，集气罩风速≥0.3 m/s。

### 五、总结

塑料厂废气治理需结合废气特性选择“预处理+核心处理+深度净化”的组合工艺。活性炭吸附与催化燃烧联用是主流方案，而生物处理、等离子体等技术适用于特定场景。企业需关注政策动态，优先采用高效、低能耗的技术，同时通过冷凝回收实现资源循环利用。未来，生物降解（如酶催化解聚）和全生物基塑料（如PBS）可能成为源头减排的新方向。