环境影响评价中注塑废气的产污分析

王梓立

（广州颐景环保科技有限公司，广东 广州 511486）

注塑挤出成型阶段会产生有机废气，主要表征为非甲烷总烃，具体成分根据不同原材料以及其对应的成型分解温度有所不同。本文通过分析其原材料特点，从而对注塑成型过程中污染物的种类以及污染物产生量进行分析，注塑产生的污染物需经处理达标[1]后高空排放，注塑废气表征为非甲烷总烃，使用活性炭对其处理时需注意烟气温度，以免影响活性炭的处理效率甚至导致活性炭直接燃烧。

塑料注塑是塑料制品生产过程的一种工艺，一般通过注塑机内电加热高温把塑料颗粒变为成熔融状态，将熔融状态下的塑料利用压力注进注塑机的模具中，冷却成型得到各种各样的塑料件，且注塑机通常为一体化设备，从进料至出料均在注塑机里完成。目前最常使用的塑料是PE、PP、ABS、PA、PS、PC等；由于各种塑料粒的成型温度及分解温度会有所不同，在环境影响评价中对注塑过程的废气产污分析会因为注塑工艺温度不同而存在差异；若由于温度过高导致塑料颗粒直接分解，其产污量除了要考虑相关产污系数外，还需考虑其分解量，从而得出产污总量。

1 不同塑料颗粒对应成型、分解温度

本文主要分析常用的PE、PP、ABS、PA、PVC、PC塑料颗粒。

PE塑料颗粒：聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，成型温度为：140～220 ℃，分解温度为：335 ℃。

PP塑胶粒：由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。通常较厚、较韧，抗拉强度较高，可用于大棚膜、承重包装袋等，PP塑料熔点温度为164～170 ℃，分解温度可达300 ℃以上。

ABS塑胶粒：ABS塑料是丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料，其成型温度为190～200 ℃，热分解温度可达273 ℃[2]。

PA塑料颗粒：聚酰胺俗称尼龙（Nylon），是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称，是一种力学性能优良的热塑性工程塑料，成型温度为：215～220 ℃，分解温度为：330 ℃。

PC塑胶粒：又称聚碳酸酯，几乎无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性，具有较高的抗热降解性，成型温度为250～270 ℃，热分解温度可达340 ℃[3]。

PVC塑料片：PVC塑料，化工领域指化合物聚氯乙烯，成型温度为：140～160 ℃，分解温度为：200 ℃，PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。

表1为各种塑料成型、分解温度汇总。

由表1可知，不同塑料颗粒的分解温度各不相同，其在注塑工序中的产污量也会根据设定的温度值变化而变化。

2 不同情况下注塑工序产污分析

环境影响评价工作中注塑工序的产污通常分两种情况进行分析，一种是注塑机温度能控制在所用的塑料颗粒分解温度之下，则注塑过程不会因为塑料颗粒分解而额外产生废气污染物；另一种情况则是由于种种原因，注塑机温度无法控制在所用的塑料颗粒分解温度之下，除去树脂中其他侧链断裂产生少量的有机废气外，塑料颗粒会产生分解，额外产生废气污染物。

2.1 不涉及分解情况

企业在使用不同塑料颗粒时，根据各原料成型、分解温度，严格设定注塑机熔融温度，使各种塑料颗粒在注塑过程中仅由固态变为熔融状态，不产生分解，但树脂在加热过程中可能会导致树脂中其他侧链断裂，会有少量的有机废气产生，因此在这种情况下注塑产生的非甲烷总烃无需考虑塑料颗粒分解，其产污系数可以参照《上海市工业企业挥发性有机物排放量通用计算方法（试行）》[4]主要塑料制品制造工序产污系数，此文中明确了主要塑料制品制造工序产污系数，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；在环境影响评价工程分析章节可根据项目产品不同选择对应的产污系数进行核算非甲烷总烃的产生量。

2.2 涉及分解情况

企业在生产过程由于各种因素限制，使其注塑机设置的熔融温度高于分解温度时，除了树脂在加热过程中侧链断裂会产生有机废气外，塑料颗粒分解也会产生废气，温度越高，分解量越高。根据《合成树脂工业污染物排放标准》（GB31572-2015）中表5所述，生产过程使用到ABS树脂需对苯乙烯排放因子进行识别分析。以ABS塑料作为原料的注塑生产为例，若注塑机温度达到270 ℃以上，ABS会开始进行热分解，会产生除了非甲烷总烃外的丙烯腈（A）：丁二烯（B）：苯乙烯（S）。非甲烷总烃产生量与第一种情况一致；苯乙烯产生量根据《ABS树脂热稳定性能评价方法研究Ⅰ.热烘箱法模拟使用环境评价树脂性能》中质量保持率与温度关系图得出，注塑机温度对应其质量保持率可计算出损失苯乙烯量即为苯乙烯废气产生量。

2.3 注塑废气的收集与处理

注塑工艺用到的注塑机一般为半密闭状态，仅在塑料件与模具分离位置会产生有机废气；一般在注塑机出气口上方设置上吸式集气罩，集气罩罩口长宽取决于注塑机大小，废气发生源至罩口的距离一般控制在0.15～0.3 m，风速一般为0.5 m/ s，方可达到较高收集效率。

注塑废气一般选用活性炭吸附，活性炭对气体的吸附具有广泛性，对有机气体、无机气体、大分子量、小分子量均有较好的吸附性能，特别适用于混合有机气体的吸附。注塑机产生气体温度较高，但一般经集气罩收集并通过管道后，其温度下降较多，《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ2026-2013）指出，进入吸附装置的废气温度宜低于40 ℃，采用颗粒状吸附剂时的气流流速宜低于0.6 m/s，若注塑机注塑温度较高时，应考虑在活性炭吸附箱前置喷淋塔等降温装置，确保活性炭吸附的处理效果。

3 结论

塑料行业中塑料注塑工序会产生有机废气，主要成分为非甲烷总烃等，但由于产品、工艺需求，过高温度会产生分解，分解产生的单体需要进行单独核算。

本文介绍了常用的PE、PP、ABS、PA、PVC、PC塑料的成型、分解温度，在日常环境影响评价工作中，根据各企业特点，分析不同温度下有机废气的产生量。在塑料颗粒不分解情况下，注塑产生的非甲烷总烃可直接参考《上海市工业企业挥发性有机物排放量通用计算方法（试行）》中对应的产品的产污系数进行核算即可得出产污量；在塑料颗粒分解情况下，不仅需要核算其非甲烷总烃的产生量，还需核算相关排放标准中要求核算的单体废气产生量，可根据塑料颗粒的组成成分，以及该成分随温度变化规律分析其产生的单体废气产生量。