铸造厂废气成分与来源解析

一、废气成分

铸造厂废气成分复杂，主要包含以下四类污染物：

1. 颗粒物

• 金属氧化物粉尘（如Al₂O₃、ZnO）、碳粒（脱模剂残留）、砂尘（造型/落砂工部）。

• 浓度特征：铸件清理环节粉尘浓度可达500–2000 mg/m³。

2. 挥发性有机物（VOCs）

• 甲醛、二甲苯、丙酮、丁酮（脱模剂高温分解）；苯系物（消失模工艺EPS“消失”释放）。

• 浓度特征：脱模剂喷涂环节VOCs浓度达200–5000 mg/m³。

3. 酸性气体

• HCl、H₂S、NOx（熔融金属氧化或燃料燃烧产生）。

• 腐蚀性：对设备管道造成腐蚀风险。

4. 其他污染物

• 油雾（脱模剂挥发）、高温水蒸气（模具冷却）、微量卤代烃（PVC加工）。

二、废气来源

废气产生环节集中于以下工序：

1. 熔炼与浇注

• 冲天炉燃烧排放粉尘、SO₂、NOx；浇注时型砂有机物燃烧产生烟气。

2. 脱模剂使用

• 喷涂与高温分解环节释放VOCs和油雾，占废气总量60%以上。

3. 消失模工艺

• EPS泡沫“消失”时释放苯、甲苯等剧毒物质。

4. 翻砂与砂处理

• 造型、落砂、清砂工部扬尘（砂中灰分导致）。

铸造厂废气处理案例详解

案例一：铝合金压铸厂综合治理工程

• 背景
  年产5万吨压铸件，废气含颗粒物、油雾、VOCs，直接排放导致车间及周边环境恶化。

• 处理工艺

• 旋风+布袋除尘器去除大颗粒粉尘（效率95%）；

• UV光氧催化+活性炭吸附分解VOCs为CO₂和H₂O，活性炭吸附残余异味。

1. 废气收集：密闭式集气罩+高效除尘装置，覆盖压铸机、熔炼炉，收集效率95%。

2. 预处理：喷淋塔用NaOH溶液中和酸性气体（HCl去除率>85%），降温至60℃以下。

3. 深度处理：

4. 智能监控：在线监测系统实时监控浓度、温度、压力，确保稳定达标。

• 处理效果

• 粉尘排放浓度<15 mg/m³，VOCs<0.5 mg/m³，符合《大气污染物综合排放标准》。

• 车间PM2.5下降80%，员工呼吸道疾病发生率降低70%。

• 金属粉尘回收率85%，年节省原材料成本约120万元。

案例二：汽车零部件厂催化燃烧+热能回收

• 背景
  废气含高浓度VOCs（>5000 mg/m³）及余热，传统处理方式成本高且浪费能源。

• 处理工艺

1. 废气收集与预处理：密闭集气罩+高效除尘装置去除大颗粒物和油雾。

2. 催化燃烧：预处理后废气送入催化燃烧装置，贵金属催化剂作用下，VOCs在250–400℃氧化分解为CO₂和H₂O，净化效率>95%。

3. 热能回收：燃烧产生的热量通过热交换器回收，用于预热进风或厂区供暖，能源利用率提升40%。

4. 活性炭吸附：进一步去除微量有机物，确保排放达标。

5. 自动化控制：PLC系统根据废气浓度自动调节燃烧温度和风机功率，降低能耗30%。

• 处理效果

• 废气排放浓度符合《挥发性有机物排放标准》，VOCs去除率>99%。

• 年回收热能折合标准煤约800吨，减少碳排放2000吨，运营成本降低25%。

• 催化燃烧装置连续运行8000小时无故障，滤袋更换周期延长至18个月。

铸造厂废气概况与系统性解决方案

一、废气概况

• 排放特性：高温（200–300℃）、腐蚀性强、成分随工艺变化（如PVC加工释放氯乙烯）。

• 行业痛点：

• 技术难点：油雾与VOCs共存需分步处理；传统燃烧法能耗高。

• 经济压力：RTO设备投资>200万元，活性炭更换成本800元/吨。

• 法规压力：重点区域要求VOCs≤30 mg/m³，苯系物≤1 mg/m³。

二、系统性解决方案

1. 源头控制

• 推广水性脱模剂（VOCs减排70%），优化微量喷涂技术（减少脱模剂用量80%）。

• 替代消失模工艺为环保型工艺（如3D打印砂型）。

2. 分质收集与处理

• 酸性气体与VOCs分开处理，避免混合爆炸风险。

• 高浓度VOCs：冷凝回收+RTO焚烧（资源化回收溶剂）。

• 低浓度大风量：沸石转轮浓缩+RCO燃烧（浓缩20倍，能耗降40%）。

• 含卤素废气：电催化氧化（ECO），低温降解氯代烃。

3. 智能监控与优化

• AI动态调控参数（如根据浓度自动调节燃烧温度）。

• 开发“干式过滤除油雾+沸石转轮+RCO”主流组合工艺，运行成本仅为燃烧法的1/3。

4. 政策与操作建议

• 遵循《铸造工业大气污染物排放标准》（GB39726—2020），采用低污染原辅材料替代、密闭作业、废气收集系统优化。

• 定期监测活性炭饱和度，废弃吸附剂按危废处置（成本>500元/吨）。

• 泉州市《铸造行业废气治理提升方案》要求：加料口负压、合箱落砂固定工位、金属液转运密闭通廊等。

总结

铸造厂废气治理需结合成分特性、工艺环节和法规要求，采用“源头控制+分质处理+智能监控”的系统性方案。通过案例可见，活性炭吸附、催化燃烧、热能回收等技术组合可实现高效净化与成本优化，同时需关注政策合规与操作安全。