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VOCs无组织排放解析(四):VOCs为原料的生产行业全过程(如医药、农药、涂料、染料、黏合剂等)

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对于以 VOCs 为原料的生产行业,其使用的挥发性有机物料在原料准备、化学反应、产品分离精制等过程中会排放有机废气,需收集至废气收集系统排放和(或)经污染处 理设施净化后排放。

VOCs 为原料的生产行业(如医药、农药、涂料、染料、黏合剂等生产),虽原料和产品表现出巨大的差异,但工艺过程基本一致,即都要经过①原料准备、②化学反应、 ③产品分离精制、④溶剂回收、⑤配料加工成最终商品 5 个基本步骤,如下图:

(1)原料准备

原料准备是为工艺生产准备物质和创造条件的过程,包括对原料进行储存、输送、装卸料,以及原料制备、加热(或制冷)、增压(或抽真空)等操作过程。 在对挥发性有机物料(原料、中间体、产品以及废料)输送、以及储存过程中除设备管线和储罐的无组织逸散外,还会通过敞开的容器逸散排放;对于非管道密闭投料以及卸料操作,也会发生无组织逸散;通过真空泵或压缩机输送有机气体和有机液体时,真空泵或压缩机会产生排空废气

(2)化学反应

化学反应过程是化工生产的核心工艺。反应物在一定介质环境(如溶剂)和反应条件(温度、压力、催化剂等)下,发生化学变化产生出新的化学物质,也包括生物发酵 过程。生产装置主要是各种反应釜(器)以及发酵罐,下图即为典型的机械搅拌反应釜示意图(有温度控制)。

液体进料置换/挥发排气,以及反应尾气(如空气氧化尾气、发酵排气)是典型的化学反应装置废气排放。

(3)产品分离精制

分离精制阶段,可利用的单元操作过程很多,如蒸馏、吸收/洗涤、萃取、过滤、离心、沉降、干燥、结晶、冷冻等,它们利用物质相态(气态、液态、固态)或性质(沸 点、溶解度等)的不同,分离混合物(未反应的原料、副产物、溶剂、催化剂等),对产品进行精制,都是物理过程。干燥、蒸馏、萃取、吸收、吸附等单元操作过程都有废气排放。下表 列出了一些典型的化学反应过程和单元操作过程。

(4)物料回收

物料回收主要是溶剂回收,包括吸收法、吸附法以及冷凝法等,吸收、吸附、冷凝等单元操作会排放废气。下图为吸收法工艺流程。


(5)配料加工

多种物料(主成分、溶剂、助剂、填充物等)按一定比例和次序混合调配,(没有化学反应过程,为物理过程)加工制成市售商品,这是油漆、涂料生产的主体工艺,也是医药、农药、染料、颜料等最终产品或制剂的制造工艺

下面以涂料为例,对其生产工艺和污染物的排放进行说明,典型的涂料制造流程如下图所示,由原料依比例称重、调配后,送入搅拌桶内搅拌均匀, 再利用研磨机研磨至客户要求的微细程度,并经调色及装罐后成为成品。涂料制造因原 料本身为溶剂,在混合、搅拌或配料过程中会发生逸散排放

涂料主要由树脂、颜料及溶剂等三种成份调配而成,再加入各种不同特性的添加剂、填充剂等助剂,研磨制成适合各种不同用途的涂料。涂料生产所使用合成树脂的种类包 括醇酸树脂、压克力树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚酯树脂等,而常用的溶剂包括甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、丙酮、丁酮、甲醇、乙醇及异丙醇等


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