紡粘法非織造布生產(chǎn)單體抽吸改造
——單體的收集優(yōu)化與無害化處理

彭景芳

（山東康潔非織造布有限公司，山東濟(jì)南 250101）

1 概述

紡粘法非織造布生產(chǎn)工藝是將聚合物熔融后，直接由熔體紡絲成網(wǎng)，制造非織造布的工藝。其基本流程是：聚合物切片（如：聚丙烯、聚酯、聚乙烯…）經(jīng)加熱、擠壓熔融成為熔體在噴絲板噴出，然后雜亂成網(wǎng)，通過不同的固結(jié)方法（如：熱軋、水刺、針刺、化學(xué)粘合）,將纖網(wǎng)固結(jié)成布。工藝流程見圖1。

圖1

在紡粘法無紡布的紡絲過程中，會(huì)不可避免地產(chǎn)生一些分子量較小的單體，PP 中的揮發(fā)性物質(zhì)有18 種，在加熱過程中，大部分揮發(fā)性物質(zhì)形成單體，單體的主要成分為烷烴、丙酮、苯酚，當(dāng)熔體中含有色母粒或功能母粒等添加劑時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生一些其它的揮發(fā)物或煙氣。這些單體、揮發(fā)物和煙氣會(huì)附著在紡絲組件上，當(dāng)積聚的量較多時(shí)，會(huì)產(chǎn)生滴料、污染網(wǎng)帶或壓輥，導(dǎo)致纏網(wǎng)或停機(jī)現(xiàn)象，影響生產(chǎn)；當(dāng)這些單體沿著冷卻側(cè)吹風(fēng)表面往下流淌時(shí)，會(huì)污染側(cè)吹風(fēng)裝置的不銹鋼網(wǎng)，影響側(cè)吹風(fēng)的均勻度，影響紡絲質(zhì)量，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量；烷烴、丙酮和苯酚具有一定的危害性，影響人的身體健康。

單體抽吸系統(tǒng)的功能是將紡絲過程中產(chǎn)生的單體機(jī)揮發(fā)出來的煙氣集中收集，經(jīng)過活性炭吸收、光氧催化后并排放出去，消除其對(duì)紡絲過程的負(fù)面影響，并保持生產(chǎn)環(huán)境的排放符合環(huán)保達(dá)標(biāo)要求。

2 現(xiàn)狀分析

紡粘無紡布生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的單體及煙氣，由支管、總管逐級(jí)匯流，通過冷卻器簡(jiǎn)易冷卻后，氣體部分由離心式通風(fēng)機(jī)直接排放大氣，固液部分集中收集作為固液廢棄物統(tǒng)一處理；排放的氣體一方面對(duì)環(huán)境造成污染，另一方面單體排放控制較為簡(jiǎn)單，直接設(shè)定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，由風(fēng)機(jī)直接排放，對(duì)生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)變化未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，對(duì)生產(chǎn)過程中的平穩(wěn)運(yùn)行，生產(chǎn)工藝操作控制，產(chǎn)品質(zhì)量控制較為被動(dòng)，如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過快，可能會(huì)將紡絲絲束抽走，堵塞單體抽吸管道、風(fēng)機(jī)；如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低，單體抽不干凈，單體積聚會(huì)污染側(cè)吹風(fēng)裝置的不銹鋼網(wǎng)，影響側(cè)吹風(fēng)的均勻度，影響紡絲質(zhì)量，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量；嚴(yán)重時(shí)，造成滴料，纏輥停機(jī)，給生產(chǎn)帶來較大損失。

單體的產(chǎn)生及收集排放如圖2，3 所示：圖2 為收集，圖3 為離心式風(fēng)機(jī)排放。

圖2

圖3

3 問題的提出及方案實(shí)施

3.1 問題的提出

無紡布生產(chǎn)車間為全密封式正壓廠房，如何保持廠房?jī)?nèi)良好的空氣質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)單體收集優(yōu)化與排放，減少對(duì)大氣、廠房的污染，同時(shí)實(shí)現(xiàn)單體排放的自動(dòng)化控制、確保生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制，為此，根據(jù)《危險(xiǎn)廢物暫存庫(kù)廢氣收集處置》（JNLH_T4.14.10.1633-2017）,《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)勞動(dòng)安全法》等相關(guān)國(guó)家法律法規(guī)，在滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的前提下，以經(jīng)濟(jì)效益為中心，充分依托現(xiàn)有公用工程系統(tǒng)和輔助設(shè)備，減少工程投資。在現(xiàn)有單體抽吸系統(tǒng)上，增加活性炭吸附裝置+光氧凈化裝置，單體中大部分異味、有害氣體，均可采用活性炭過濾器進(jìn)項(xiàng)吸附處理。

光氧凈化設(shè)備采用高能臭氧UV 紫外線光束、高能離子發(fā)生器的工業(yè)來降解有機(jī)廢氣，可以有效處理硫化氫、苯乙烯等有害氣體，最終降解為無害的二氧化碳和水等。儀表控制方面增加變頻器控制單元，根據(jù)紡絲過程產(chǎn)生的單體的量與計(jì)量泵的熔體擠出量有直接關(guān)系，所以采用計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速作為信號(hào)，通過變頻器控制離心式風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到有效、平穩(wěn)的抽吸單體的目的，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、精準(zhǔn)控制。

圖4

圖5

表1

3.2 方案實(shí)施

在現(xiàn)有單體抽吸系統(tǒng)的匯總管道后，拆除原冷卻器、離心式通風(fēng)機(jī)，增加活性炭吸附裝置和光解凈化裝置，按工藝順序，充分利舊，在光氧凈化裝置后面配備原生產(chǎn)線使用的的防腐防爆離心機(jī)。將處理的無害化氣體由離心式通風(fēng)機(jī)集中排放。其中，活性炭吸附裝置中的活性炭一般由有機(jī)物，如木材、果殼、椰子殼等加工而成，成品活性炭?jī)?nèi)部有許多極細(xì)的空隙。每克（約2cm3)活性炭的有效接觸面積接近1000m2,因此具有極佳的吸附效果，大部分有害單體得到有效吸附，作為固體廢棄物集中處理。

光氧凈化設(shè)備采用高能高臭氧UV 紫外線光束，高能離子發(fā)生器的工藝來降解惡臭氣體（有機(jī)廢氣），可以有效處理硫化物、苯乙烯等氣體，最終降解為無害的二氧化碳和水等。

3.2.1 原工藝過程見圖4。

3.2.2 改造后的工藝過程見圖5。

3.2.3 新增設(shè)備

3.2.3.1 防腐防爆離心風(fēng)機(jī)，型號(hào)為：BF4-72-9D, 風(fēng)量為：33000m3/h，風(fēng)壓：600Pa，電源：380v/50hz，功率：11KW。

3.2.3.2 活性炭吸附裝置：處理風(fēng)量為：300000m3/h,風(fēng)阻小于600Pa,帶配對(duì)法蘭、螺栓、墊片；處理氣體為烴類等有機(jī)廢物；安裝于廠房外地面（基礎(chǔ)高30mm），這樣便于定期更換活性炭。

3.2.3.3 UV 光氧凈化裝置：風(fēng)量為：300000m3/h，電源：380V/50hz,功率23KW,材質(zhì)：304 不銹鋼UV 紫外線防爆燈管。

3.2.3.4 供電改造：380V/AC

設(shè)備供電：光氧設(shè)備和離心式風(fēng)機(jī)需配電，采用生產(chǎn)線原配電柜備用電源引出，通過穿管敷設(shè)引線給設(shè)備供電。

紡絲過程中產(chǎn)生的單體的量與紡絲泵的泵出量有一定的函數(shù)關(guān)系，離心式風(fēng)機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)，根據(jù)紡絲泵的轉(zhuǎn)速控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)變頻調(diào)節(jié)，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少生產(chǎn)工藝操作的工作量，達(dá)到節(jié)能、精準(zhǔn)控制的目的。

4 方案實(shí)施后的結(jié)果

單體經(jīng)過活性炭吸附裝置吸附后，再經(jīng)過光氧凈化裝置中高能臭氧UV 紫外線光束、高能離子發(fā)生器的工藝來降解有機(jī)廢氣，將固體污染源廢氣、總烴、甲烷和非甲烷總烴等廢氣進(jìn)行降解后，有害氣體濃度大幅度下降，符合排放標(biāo)準(zhǔn)，廠房空氣環(huán)境得到大幅度提升改善。

實(shí)施后前后對(duì)比結(jié)果如表1 所示。

5 結(jié)論

通過工藝改造，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的單體經(jīng)過活性炭吸附，光氧化分解后，得到有效的無害化處理，生產(chǎn)環(huán)境大大改善，實(shí)現(xiàn)了廢氣的無害化排放，符合了環(huán)保排放要求；同時(shí)，在工藝改造的同時(shí)，增加控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，有利于生產(chǎn)穩(wěn)定操作和產(chǎn)品質(zhì)量控制。