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塑料废气处理方案

塑料废气处理方案

塑料废气处理方案范文第1篇

关键词:废旧塑料、回收、再生利用、现状、问题

中图分类号:TG174文献标识码: A 文章编号:

一、前言

塑料作为化工原料应用,在提供给人们生活便捷的同时,对环境也带来许多危害。随着我国塑料产品的大量使用,废旧塑料也急剧增加,“白色污染”已成为环境保护突出的问题。废旧塑料垃圾被填埋,使生态环境受到严重影响,而且浪费资源,1万t的废旧塑料侵占土地约667m2 。废旧塑料不易降解,自然界没有能消化塑料的细菌和酶。不可降解塑料制品进入土壤,会影响土壤内的物、热的传递和微生物生长,改变土壤特质,污染地下水源。塑料废弃物的焚烧,如聚氯乙烯燃烧产生氯化氢(HCl),ABS、丙烯腈燃烧产生氰化氢(HCN),聚氨酯燃烧产生氰化物,聚碳酸酯燃烧产生光气等有害气体,对生态环境的破坏极大。

二、废旧塑料回收现状及问题

随着塑料工业的迅猛发展,废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施,普遍受到重视。尤其是发达国家,对这方面工作起步早,已收到明显的成效,我国有必要借鉴其经验。

1、国外回收现状

美国早在20世纪60年代就已开展废旧塑料回收利用的广泛研究。作为世界塑料生产第一大国,目前,回收利用废塑料包装制品占50%,建筑材料占18%,消费品11%,汽车配件5%,电子电气制品3%,其他占13%;按塑料原料品种分,所占比例分别为聚烯烃类占61%,聚氯乙烯(PVC)占13%,聚苯乙烯(PS)占10%,聚酯类占11%,其他占5%。日本是塑料生产第二大国,20 世纪80 年代,其年均废旧塑料排放量占生产量的46%。可见,废旧塑料的回收已成为日本严重的社会问题。而且日本是能源短缺的国家,所以,对废旧塑料的回收利用一直持积极态度。日本于1997 年制定了容器包装回收法规,要求消费者将废物分类,而各省市将之分日回收,再由回收企业进行回收再生以向政府领取营运资金。日本国内垃圾都被分门别类,放进透明袋,在指定日由回收公司到指定地点取回处理,送到工厂;而塑料瓶将被加工成衣架、垃圾箱等日常用品,相当实用。2000 年欧盟有8 个国家回收了超过50%的包装用废塑料,他们是荷兰、瑞士、丹麦、挪威、德国、瑞典、奥地利和比利时。据“欧洲塑料制造商协会(APME)”统计,欧盟2006 年回收利用废塑料约1220万t,占总量的43%。欧盟委员会于2006 年9 月强行通过一项法案,以提高回收塑料包装废弃物的目标比例。新法案把原先确定的回收15%塑料包装废弃物的目标提高至22.5%。对于塑料原料的回收再利用,欧洲委员会建议达到的目标是100%。在整个欧洲大陆,以瑞士的塑瓶回收最为成功,回收率已达8成以上。英国塑料制品的年回收量逐年增加,1995年英国塑料回收总量仅为11.25万t,2001 年塑料回收总量增加到29.5万t,塑料回收增加率年均达到了23.2%。意大利的废塑料约占城市固体废弃物的4%,其回收率可达28%。除上述国家外,法国、德国、奥地利、荷兰等国家在废旧塑料的回收利用方面也取得了较好的成果。上述发达国家在推行废弃塑料回收再生时,一方面通过立法明文规定企业、个人的行为,另一方面则通过社会宣传活动,提高公众对环保和回收利用的意识。

2、国内回收现状

我国塑料原料十分短缺,进口量大,与此同时,废旧塑料回收利用率却很低。废塑料处理和回收有利于解决我国塑料工业原料紧张和环境污染问题。2008年,我国塑料消费总量达5 194.4万t,居世界第二位。同年,国内废弃塑料回收量约900万t,回收率约22%;进口废塑料707万t,回收总量达1600万t。我国已成为全球最大的再生塑料市场。在国内,我国废塑料回收网点已遍布全国各地,形成了一批较大规模的再生塑料回收交易市场和加工集散地。从事再生塑料回收利用及加工的企业和人员数量庞大且稳定增长,主要是以个体户和农民为主,也有一些其他行业投资商。《中华人民共和国塑料包装制品回收标志(GB/T 16288-1996)》对塑料包装制品的回收标志做了明确规定,标准中做了界定的回收塑料品种包括聚酯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和其他。

3、我国废旧塑料回收问题

(1)回收利用量不足

2003 年,我国的塑料制品产量达到1651万t,如果算上小型企业,保守估计超过2500万t,2012年又保持了强劲增长的势头。若按塑料制品中有20%为可回收塑料计算,则我国可回收塑料废弃物每年约有400到500万t,而这还不包括企业生产中产生的边脚料和没使用过的残次塑料制品。《再生资源回收利用“十五”规划》中提出,到2005 年国内要达到回收废旧塑料500到600万t,然而,我国2003 年回收的废旧塑料却只有200万t。

(2)回收政策不健全

废塑料回收利用可有效减少能源消耗和环境污染,但目前我国在宏观层面还没有对废塑料回收利用行业发展的综合规划,中国塑料工业协会再生塑料专业委员会2004 年成立,目前有专业经验的专家、学者还比较缺少,很难对行业发展做出全面的规划;各级政府很少有对废弃塑料回收利用行业和再加工企业扶持的具体政策;缺乏废塑料分类技术规范。社会对废塑料行业缺少理性认识,一些政府部门与广大民众将再生塑料制品看作劣质产品,很大程度上制约了废塑料回收再生行业的发展。

(3)回收管理归属不明确

目前,全国至少有2 000 多万人从事个体废品收购,规范和管理好这支队伍是回收工作的重点之一。据了解,目前废塑料行业由环境保护部、国家发改委、商务部、海关总署和质检总局等共同管理。因为行业归口不明确,致使缺乏行业指导、技术规范。所以应尽早确立归口部门,将生活垃圾分类回收工作与之密切结合,从而建立起全社会的回收体系。

(4)回收存在质量及环境破坏问题

废旧塑料回收利用行业进入门槛低,技术含量低。许多地方出现作坊式废旧塑料回收加工点,生产设备落后,从业人员技术匮乏,其结果是产品技术含量低,质量不稳定。在包装废物中的纸类、金属类和塑料瓶等已经得到了较为广泛和自发的回收利用,但回收利用价值不大的塑料包装袋没有得到较好回收,进而对环境造成污染。除此以外,因缺乏有效领导和协调,一些回收企业的污水未进行处理就地排放,地下水质受到影响。

三、废旧塑料利用现状及问题

1、废旧塑料利用技术发展现状回收后的废旧塑料,需要经过不同的技术处理实现塑料制品或材料的再利用。

根据处理的种类不同,可以将现有的废旧塑料利用技术分为两大类:单品类塑料聚合物处理技术和多品类塑料聚合物综合利用技术。单一塑料聚合物处理技术是指根据不同种类的塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)等制定不同的加工处理工艺,单独进行回收再利用。其中包括简单再生技术、物理改性技术等。多品类塑胶聚合物综合利用技术是指针对于成分复杂不易分离塑料制品,或者混合后处理效果好的塑料制品,同时进行综合处理,从而实现综合效益最大化的处理方法。其中包括热能燃料利用技术、化学改性和裂解技术。

2、简单再生技术

简单再生法指不经改性将废旧塑料经过分选、清洗、破碎、熔融、造粒后直接用于成型加工的回收方法。简单再生技术工艺简单,成本低,投资少,所加工的塑料制品应用广泛。但是简单再生法不适合制作高档次的塑料制品,其应用面受到一定的限制。早在20世纪70年代,该技术就在江浙一带应用,如将废软聚氨酯泡沫塑料按一定的尺寸要求破碎后,用作包装容器的缓冲填料和地毯衬里料;或将废旧的聚氯乙烯制品经破碎及直接挤出后用于建筑物中的电线护管。硬质PVC塑料主要采用重新造粒的方法,将经分拣洗净的废旧PVC塑料在双辊炼塑机上混炼,根据废料的来源、质量,加入各种精添加剂,经充分混炼后出片、切粒,过滤挤出制得再生粒料。PVC门窗废料经收集、分选,除去玻璃和金属,清洁、粉碎后可与新料一起,通过共挤出工艺生产再生门窗型材。回收后的PET塑料先进行分离处理,分离的PET碎料经挤出机挤出造粒制成粒料。PET 粒料用途广泛,一是重新制造PET 瓶,再生粒料不能用于与食品直接接触场合;二是纺丝制造纤维,用作枕芯、褥子、睡袋、毡等;三是玻纤增强材料,经玻纤增强的再生PET 具有较好的耐热性和力学强度,可用来制作汽车零部件。PE农用薄膜可用于生产再生粒料,PE再生粒料可用于生产农膜,也可用于制造化肥包装袋、垃圾袋、农用再生水管、栅栏、树木支撑、盆、桶、垃圾箱、土工材料等。

3、直接再生产品性能不稳定

复合再生塑料制品,因各种塑料混入的比率不同及相容性各异而使其制品质量不稳定,性能较差。再生虽然路线简单,但产品质量较差、性质不稳定、易变脆。目前,国内仅用于建筑填料、垃圾袋、雨具等低档产品的生产。

4、化学及焚烧处理运行成本高、污染严重

因塑料是热值很高的大分子材料,发热量大,易损伤炉子,加上焚烧后产生的气体会促使地球暖化。焚烧后主要产物是二氧化碳和水,但随着塑料品种、焚烧条件的变化,也会产生多环芳烃化合物、酸性化合物、一氧化碳和重金属化合物等有害物质,有些塑料在焚烧时还会释放出二恶英与氯气,这些物质若直接进入大气会污染环境。

四、结语

综上所言,我国在废旧塑料的改性利用方面己取得了一定的进展,但如何更好地利用和开发废旧塑料仍是塑料工业面临的一大研究课题。21世纪乃至未来,环境保护和废弃资源的再生利用水平将是衡量一个国家科学技术水平最重要的标志之一。废旧塑料的回收和改性利用是解决废旧塑料环境污染的有效方法,具有巨大的工业潜力,也是国家目前主要支持的方向之一,是塑料行业持续发展的必由之路。

参考文献:

[1] 李士峰:《浅议废塑料处理技术》,《资源再生》,2007年12期

塑料废气处理方案范文第2篇

关键词:污泥 废塑料 复合材料

据有关资料显示,目前我国有大中型污水处理厂300多座,日污水处理能力达1千万m3,日排污泥38万m3;十五期间,国家将投资500亿元,在全国新建443座污水处理厂,届时污水处理能力将达到排水量的80%左右,大量污水处理设施的运行将有效地改善水质环境状况。可伴随污水处理产生的脱水污泥又成为新的环境问题,污泥不同于一般工业固体废物,其物理、化学性质很不稳定,在堆存、运输和处理过程中不断发生变化,若处理处置不当,污泥中的病菌、重金属以及腐化过程中的废气可通过多种途径对人畜和环境造成危害。

20世纪80年代,在经济技术发达国家如美国、日本、德国、丹麦,已开始重视污泥处理和资源化问题,并努力将其培育成一种新兴产业,目前,全世界已有70多个国家,150多个城市拥有污泥专门开发机构和收集处理工厂,年收集污泥6500万吨(干基),年创收达40亿美元。我国是世界上的污泥资源大国,仅污水处理厂每年可收集2500万吨(干基)以上,但是,我国在污泥处理和利用方面的总体水平很低,由于认识不充分,研究不系统,管理不健全,还谈不上污泥产业体系的形成。

脱水污泥处理是世界上很多国家共同面临的环境问题。在技术经济发达国家采用焚烧、发酵制气,在发展中国家一般以填埋和农用(包括肥料、燃料)为主,污泥建材利用主要是作为辅料制造水泥、陶粒、建筑砖。近年来日本成功地开发了用污泥焚化渣制造结晶石材,是一种污泥高度减容、无害和资源化的代表性技术。

传统的污泥建材利用技术具有投资大,成本高,产品附加值低的问题。如果不经过高温处理,污泥特有的臭味难以消除,卫生指标不能满足应用要求。克服这些不足,采用新工艺,开发低成本和具有广泛用途的新材料,是污泥资源化的发展方向。

1 污泥的基本性质分析

1.1污泥化学组成

脱水污泥的宏观形态是水、有机质、无机物组成的复杂混合物,含水率为80%左右时呈粘滞态,颗粒细小均匀;干燥污泥是有机质、无机物组成的混合物;焚化污泥是普通的硅酸盐化合物。物理状态不同,表现出不同的性质:脱水污泥易酸败发臭,干燥污泥可以燃烧,焚化污泥相对较为稳定。污泥的组成还与处理工艺、季节气候和污水的变动状态密切相关。此外污泥农用必须考虑病菌、病毒、寄生虫卵和重金属含量。表1,表2是我公司第三污水处理厂脱水污泥在不同状态下的化学组成。

表1 污泥的化学成分

组成%

污泥种类

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

Fe2O3

其它

烧失量

脱水污泥

3.40

1.01

0.81

0.10

0.98

0.39

81.8

93.3

干燥污泥

18.7

5.56

4.45

0.55

5.40

2.13

63.2

焚化污泥

50.8

15.1

12.1

1.5

14.7

5.8

表2 污泥重金属含量

重金属

Zn

Cu

Mn

B

Mo

Pb

Cd

As

Hg

Cr

Ni

Mg/kg

4635

2086

5311

12

33

150

20

35

0.5

36

100

1.2 污泥干燥与焚化

对污泥进行干燥是为进一步利用提供条件,图1干燥曲线表明:温度越高,干燥速度越快,达到相同脱水效果所需要的时间越短。用干燥曲线图还可计算出在污泥含水率为81.8~40%,处于衡速干燥;然后处于减速干燥,最终达到平衡状态,如果温度的推动力高,可以使结晶水进一步脱出。

焚化的目的是为了进行最终处理。污泥的热值可以通过实际测试,也可以通过经验公式进行估算。

经测试,当干燥污泥中的灰份为31.05%时,发热量为1194.98 kcal/kg。并可进一步计算出含水率为82%时脱水污泥的热值为215.1 kcal/kg。通过热量衡算,污泥自身的发热值不能满足干燥脱水需要的能量,因此污泥的干燥必须外加能源。

含水污泥维持自燃的基本条件是含水率与挥发固体之比应小于3.5,而脱水污泥中含水率与挥发固体之比为7.1,因此,脱水污泥不能自燃。通过物料衡算可以得出可维持自燃的污泥含水率需小于69%。要达到该条件,必须首先脱出总水量的51%。因此污泥的焚烧必须外加燃料。

无论是干燥或焚化污泥,当温度在200~900C0之间,在处理过程中都不可避免地产生恶臭气体和废水,烟气需进行吸收洗涤,废水需氧化、脱色、脱臭和过滤后才能达到排放标准。污泥处理过程中的环保技术是污泥处理方案必须考虑的前提条件。

2 实验原理、过程与研究方法

2.1 原理

热塑性聚合物如废塑料在熔化温度下,具有流动性和粘结性,在较大范围内可以和其它颗粒材料(如污泥)进行共混获得聚合物复合材料;在复合过程中,对聚合物材料进行交联改性和发泡,抑制气体不能逸出则可使复合材料微孔化;由于聚合物材料的包覆,污泥得以固化;由于污泥颗粒的强化,使所得到的微孔聚合物材料在保持轻质的前提下仍具有较好的刚度和强度。最终材料表现出混凝土的刚度和聚合物的韧性,具有木材的性质,可锯、可钉、可切割、可装饰。经过聚合物固化和表面处理,污泥中的重金属不会渗出,污泥特有的气味可以消除,从而可以使这种材料在工业及民用建筑领域得到应用。

2.2 工艺过程

以经过脱水处理、表面处理、稳定处理后的污泥为填充材料,以经过清洁处理、接枝改性后的废塑料为基体材料,在少量功能性添加剂(偶联剂、发泡剂、剂、防老剂、交联剂)的配合下,通过计量、混合、挤出、成型、冷却成为聚合物复合材料及多孔材料。

2.3 研究方法

(1)首先用不同形态的污泥与废塑料共混制备出聚合物复合材料,分别考察不同配方、工艺参数对性能的影响;

(2)对聚合物复合材料进行微孔化处理,重点考察聚合物复合材料的性能、发泡剂、交联剂对材料的强度、密度、吸水率的影响。

3 实验结果与分析

作为材料中的重要组成部分,聚合物微孔材料的强度、密度、吸水率、颗粒形态都直接影响最终材料的性能。而影响聚合物微孔材料性能的主要因素有废塑料的性能和质量比,污泥种类、质量比,添加剂种类和比例,以及制备工艺参数。

3.1 聚合物复合材料性能的影响分析

图2说明,废塑料的种类不同,所制备的聚合物材料性能有所差异,但都在理想范围之内,由于这几种废塑料都是形成白色污染的主要组成部分,原料廉价易得,而且共混改性容易,所以,只要老化不严重,杂质含量低,均可作为理想原材料使用。

图3说明,在工艺条件相同的情况下,随着聚合物材料质量比例的提高,污泥质量分数的减少,材料的抗弯强度、拉伸强度呈上升趋势,而抗压强度则下降。其原因是在颗粒增强的聚合物复合材料中,应对拉伸和弯曲强度产生贡献的强化材料(污泥)本身强度可以视为零,因此复合材料的强度主要取决于基体材料本身的性能和质量比。而抗压强度则不同,由于颗粒材料的体积强化,减少了空隙,提高了抵抗外力形变的能力,所以表现出随着污泥用量增加,抗压强度在一定范围内平稳提高的现象。而当污泥用量超过一临界值时,由于颗粒材料周围没有足够的树脂,造成填充材料的过剩和堆积,并导致性能急剧恶化。

图4表明,污泥的表面状况对材料性能也有较大影响,在相同状态下,干燥污泥的抗弯强度和拉伸强度比焚化污泥好;经过表面处理后,性能有所改善提高。其原因是:干燥污泥在加工温度下,因干馏而产生低分子树脂状物,提高了与聚合物材料的相容性,从而强化了复合效果;对污泥进行表面处理的目的是增加聚合物对颗粒材料的浸润,降低相界面张力,使明显的界面变成具有亚层结构的过渡区域。本研究中使用的复合添加剂是偶联剂、剂、增塑剂和抗热氧分解剂的共混物,它们的协同作用不仅使材料的力学性能有所提高,而且使加工性能得以有效改善。

3.2 聚合物微孔材料性能的影响分析

研究表明:在工艺一定的条件下,直接影响材料性能的主要因素有LDPE/HDPE、聚合物/污泥、发泡剂、交联剂等,实验过程选取了L9(43)正交表进行实验,方案和实验结果见表3。

表3 L9(43)正交实验方案和结果

因素

水平

LDPE/HDPE

聚合物/污泥

发泡剂

交联剂

性能考核指标

1

A1

B1

C1

D1

密度

2

A2

B2

C2

D2

吸水率

3

A3

B3

C3

D3

抗弯强度

实验方案及结果

序号

A

B

C

D

抗弯强度MPa

吸水率%

密度g/cm3

1

1

1

3

2

18.7

1.6

0.97

2

2

1

1

1

18.0

1.7

1.05

3

3

1

2

3

15.6

2.1

0.97

4

1

2

2

1

12.8

1.3

0.89

5

2

2

3

3

15.4

0.5

0.88

6

3

2

1

2

17.2

0.6

0.88

7

1

3

1

3

13.0

0.8

0.79

8

2

3

2

2

15.7

1.1

0.86

9

3

3

3

1

15.8

1.3

0.72

抗弯强度位级和

I1

44.4

52.3

48.3

46.6

I2

49.2

45.5

44.1

51.6

I3

48.6

44.4

49.8

44.0

级差

4.8

7.8

5.7

7.6

密度位级和

I1

2.65

2.99

2.72

2.66

I2

2.79

2.65

2.72

2.71

I3

2.57

2.37

2.57

2.64

级差

0.22

0.62

0.15

0.07

吸水率位级和

I1

3.80

5.44

3.12

4.28

I2

3.32

2.45

4.61

3.38

I3

4.03

3.26

3.42

3.49

级差

0.71

2.99

1.49

0.90

在正交方案中,A和B因素所代表的是本体复合材料的性能,从级差之和可以看出:它们对材料的密度、强度、吸水率具有决定性影响。通过适度交联,提高了本体材料的刚度和强度,可以消除因发泡而产生的强度下降,使最终材料在保持轻质的情况下仍然具有理想的强度。

作为泡沫材料的制备,在工艺参数和成型机理方面与本体材料具有显著不同,传统的热压化学发泡虽然能够得到具有理想气孔形态的泡沫材料,但由于污泥中的杂质异常复杂,可能会抑制各种添加剂效能的发挥。而污泥中含有大量难以脱出的水本身就是发泡剂。在实验过程中发现,采用辊炼混料,热压成型的工艺并不合适,因为在辊炼过程中,一方面要让聚合物熔化,但又要限制发泡剂分解和逸出,而在聚合物熔化温度下,水已经汽化,再由于尚未达到交联温度,材料无法提供足够的粘弹性保持气体的存在。所以在表3中,发泡剂水(代表了污泥的不同含水率)虽然都有一定的作用,但是从测试的密度值看出,没有明显差别。

吸水率与孔的结构有关,实际上作为聚合物材料本身的吸水率是比较低的,如果有连通孔,水进入后装满孔洞,短时间内不能流出,则引起吸水率增大的假现象。此外,吸水率与材料的表面加工有关,光滑而未加工过的样品吸水率低,机械切割后引起吸水率增大。

通过提高交联度,改变成型方式,并对污泥进行稳定处理,可以得到孔径1mm以下均匀闭孔结构,密度小于0.4 g/cm3的微孔材料。

4 技术经济分析

4.1 材料的技术指标和应用途径(见表4)

表4 材料的技术性能和应用途径

材料

项目

聚合物复合材料

聚合物微孔材料

1、抗弯强度MPa

>15

0.5

2、抗压强度MPa

25

1.8

3、吸水率%

<1

<2

4、密度g/cm3

1.5

<0.4

5、导热系数w/m.k

0.29

0.11

应用

途径

建筑板材、模板、下水管道;市政工程道路砖,流水石,隔离桩;水下材料;化工厂耐腐蚀地砖;

隔音材料,保温材料,漂浮材料,缓冲材料,水上种植载体,建筑用房屋隔断材料,设备包装材料

4.2 社会及经济效益分析

昆明市每年排放脱水污泥10万吨,废塑料7万吨以上,目前均以填埋为主,仅处置费就达850万元以上,占用填埋空间近20万m3,还存在潜在的二次污染和爆炸危险性。日积月累,必将产生严重的生态问题。

本项目所采用的原料是以污泥、废塑料为主的固体废物,废物综合利用率达到95%以上。生产聚合物材料的成本一般为1500元/吨,而销售价格可达2400元/吨左右。工艺具有很好的柔性化功能,材料用途广泛,附加值高。技术产业化在资源节约和环境保护方面具有积极意义。

5 结论

(1)污水处理厂脱水污泥含水率高达80%左右,在利用前都必须进行处理,干燥和焚化都必须外加能量,而且在处理过程中需要配置废水、废气处理设备;

(2)用经过处理后的污泥与废塑料共用,可以制备出具有较好物理力学性能的新材料,在很多方面表现出木材的性能,可以在工业与民用领域获得应用;

(3)影响材料性能的因素主要有污泥的形态、废塑料种类,以及它们之间的比例,在制备材料过程中,在一定工艺条件下,抑制气体不能逸出,并采取稳泡措施,就可以得到另类轻质高强的微孔材料;

(4)以污泥自含水作为发泡剂制备微孔材料是一种经济环保的技术路线,但有很多技术问题需要进一步研究解决。

参考文献

[1] 蒋成爱等,城市污水污泥处理利用研究进展,农业环境与发展,99(16),(3)-13-17;

塑料废气处理方案范文第3篇

    自我国实行改革开发之后,我国不仅在各个领域都取得了巨大的进步,而且,我国的环境保护事业也迅速发展起来。通过对环境的大力宣传,人们的环保意识正在逐步提高,同时,我国的环境保护机构拥有了一套完善的环保制度。特别是近几年,我国加大了对环保的投入资金,有很多企业都已经拥有了污水处理设施,将化学工业网废物朝着制度化方向发展。然而,我国环境污染局面并没用改变,处理化学工业的废物的工作量还是非常大的。由此看来,开发各种化学工业废物治理技术已经迫在眉睫。

    2我国化学工业废物治理技术发展的现状

    2.1回收利用

    我国是世界上合成树脂生产和进口最大的国家之一。近几年,我国塑料产业仍然呈现持续增长的趋势发展。根据有关部门的统计,我国国内合成树脂的生产占总量的50%,每年都要从国外进口2000-3000万吨的生产材料。现如今,废塑料的产量给环境带来了巨大的压力,同时也给塑料工业的可持续发展带来了新的挑战。尽管废塑料能够给企业带来很大的经济效益,但是,对这些废塑料运输和加工的过程中管理不科学、合理,那么必将会影响到生态环境。目前,我国各种家用电器和汽车配件成为废塑料的又一主要来源,同时废塑料产品多种多样,大多数都是复合型材料,增加了塑料的回收和利用的难度。

    2.2回收和技术发展

    我国已经有企业研制出一套新型的废旧塑料处理技术和设备,目前,此技术和设备已经解决了人们非常关注的“白色污染”,并且得到了国家的认可和大力支持。此项技术和设备对塑料产生没有任何要求,所以,不用花费时间来分离不同类型的塑料产品,就可以生产出高质量的油品。使用此技术处理废塑料将会提高出油率。由于废塑料的类型不同,出油情况也是有所不同的,通常情况在70%~80%,有的塑料产品甚至能够达到90%,同时在加工处理后的剩余物还可以供煤炭企业使用,这样一来,不仅减少了废弃物的乱排乱放现象,而且也避免了二次污染。

    3开发难生物降解废水技术

    化学工业废水主要分为两部分:可生物降解废水与不可生物降解废水。其中,可生物降解废水,可以利用生化处理技术将废水中的污染物分解成为无毒的物质,也或者是将废水的浓度控制在标准的范围内;但是,不可生物降解废水,是当前国家治理化学工业的重点问题。想要解决此类问题,首先要生化处理技术将废水中的不可生物降解为可生物降解,同时也可以利用其它技术来解决不可生物降解废水,例如:电解技术、焚烧技术等。

    4开发综合利用技术

    我国仍然是一个发展中国家,技术和西方发达国家相比差距还很大。技术生产比较落后,表面原材料转变成成品的产率是非常小的,拥有大量的工业生产废物。由此看来,开发综合利用技术是保护环境,提高经济效益的主要途径。事实上,由于各种原材料放在一起会发生化学反应,但是,化学反应产率并不完全,技术的落后导致产率直线下降,造成很多材料变成废弃物的概率变大。目前,我国的化学种类是非常丰富的,有很多产品的原材料在生产过程中产生的废气、废物、废水都有很大的利于价值。例如:在生产氮肥的过程中,二氧化碳、一氧化碳、氢气产量达到8%%以上,就可以再利用生产干冰、水杨酸、白炭黑等工业产品。从目前来看,化学工业在综合利用资源方面取得了很大的进步。实际上,综合利用的潜力是非常大的,在工业生产过程中,将产生的废气、废渣等回收再利用,就可以生产出其它的工业产品,做到变废为宝。从我国的国情看,化学工业的综合利用技术是和我国社会发展要求相适应的。

    5开发废水回用技术

    我国的水资源总量是非常大的,但是人均水资源占有量却非常小,仅是世界水资源占有量的25%。有关专家预测未来,当我国人口达到16亿时,我国的人均水资源占有量将会大幅度下降,人民用水将会非常紧张。目前,水资源危机严重的制约着我国的可持续发展。在实际生活中,化学工业不仅用水量大,而且排放废水量也是最多的。现如今,我国的各个企业开始安装废水处理设施,把废水加以回收利用。但是,在回收利用的过程中,要特别注意以下几点问题:第一,必须重视前处理技术的应用;第二,不同的废水要使用不同的设备和技术加以回收利用;第三,由于不同国家的水质是不同的,因此,不能完全照搬外国的技术,只能作为技术参考来对待;第四,对于废水回收工作人员来说,要明确他们的工作,加强对废水处理设备的日常管理。

    6建立化学工业废物处理设施

    我国废水处理已经有二十多年,因此,积累了不少的经验和教训,为了保证企业排放的废水都能达到国家的排放标准,曾经使所有的工业生产企业都必须建立废水处理装置,然而,经过实践表明,这种分散处理的模式既不经济又不科学。由此看来,在城市中必须要建立大小的废水处理厂,将工业废水集中、统一治理。同时还要建立焚烧装置,和废水治理要进行统一管理。对于大小企业来说,按照焚烧废物的总量,可以建立一个较大的焚烧装置,并使其规模成为规模化的管理,使处理效果最为有效。然而,中小学企业可以由多家企业共同建立一个焚烧装置,这样不仅可以为企业减少大量的资金,而且又可以使处理效果达到最好。

    7对传统废水治理加以改造

    早在上世界的70年代就已经建立了炼化生产装置,到现在已经有20多年的历史了,通常情况下,建设时间越长,工业废物的处理流程越复杂,而且运行和维修的费用都较高,技术都是比较落后的。所以,企业要适当对传统废水治理加以改造。例如:最早的废水处理设施需要5个以上处理单元,但是,在当代,废水处理设施仅仅需要2个单元就可以完成处理工作,这样一来,对投资费用和运行费用都会有所降低。由此看来,对传统废水治理加以改造是非常有必要的。

塑料废气处理方案范文第4篇

关键词:探究微粒运动;实验改进;塑料瓶

文章编号:1008-0546(2017)02-0082-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.027

新课程标准提倡教师或实验管理人员使用低成本的实验器材,鼓励化学教师指导学生利用生活中常见用品和废弃物制成简易的实验仪器,这样既有助于解决农村偏远学校实验仪器的短缺问题,又可以培养学生的实践创新能力和环保意识[1]。我们在长期的教学研究中发现,教师经常利用生活中废弃物品替代和改进实验,能很好地培养学生的生态意识和实践创新能力,这也正是我们培养和发展学生核心素养的一条重要途径。

作为课堂演示实验往往要求可观性要强,面对教室内几十双求知的眼睛,教师要将演示的实验现象放大和持续延长,保证每个学生都获得公平的观察机会。怎样才能做到在使用一定量的药品前提下实现绿色化实验同时将实验现象放大延续呢?下面我们就谈谈自己的一点成功体会和做法,以便和同行们进行交流研讨。

一、问题的由来

九年级化学教科书(沪教版)第3章第1节探究微粒运动的实验如下图。

在教学中,我们发现该探究实验如果作为演示实验,学生可观范围太小,如设计为学生分组时,需要消耗大量的药品,浪费现象严重,氨气在教室内泄漏较多,影响学生身心健康,有悖绿色环保理念,而且该实验需要时间太长(2-3分钟)红色现象才明显,过多地占用课堂有效教学时间。为此我们利用生活的废弃塑料瓶对该实验进行了如下改进。

二、实验改进

1. 改进方案Ⅰ

(一)制作材料

5L或10L的废弃塑料油瓶一个和配套的瓶盖两个,胶头滴管一支,废弃的5mL医用注射器(消毒清洗后再用)一支,塑料胶棒,剪刀,宽塑料透明胶带。

(二)制作方法

(1)将塑料油桶用洗洁精洗净除去油污,晾干备用,将废弃注射器用医用酒精或3%-5%的过氧化氢溶液消毒后备用。

(2)将注射器针头插入塑料瓶底部,然后加热塑料胶棒使其熔化,利用熔化的塑料胶棒将注射器针头的塑料部分固定密封在塑料油桶的底部。

(3)将胶头滴管下端在酒精灯上加热、然后迅速插入其中的一个瓶盖中,如果胶头滴管和瓶盖结合不紧密,可再用熔化的塑料胶棒将其进一步密封、固定。

(三)操作方法

(1)实验前教师可以请学生用毛笔蘸有酚酞试液在一张A4纸上自由创作,如作画、写字等。

(2)将学生作品放入塑料油桶中如上图2所示,再用宽的透明胶带缠绕一圈将其剪开处密封(注胶带缠绕时一定要平整,不可有褶皱,否则密封性不好)。

(3)用注射器吸取0.1mL浓氨水慢慢注入塑料瓶中,学生很快就可以看到自己的作品以红色的印记显示出来。

(四)拓展应用

为了进一步深化知识,升华学生的兴趣,我们可将吸有少量浓盐酸的胶头滴管迅速替换原瓶盖,拧紧,如上图3所示,然后将胶头滴管中的浓盐酸滴入瓶中,我们可以观察到塑料瓶中立即充满大量的白烟(即空瓶生烟的改进实验),慢慢地A4纸上的t色印记逐渐消失,过一会儿,如果我们再用注射器注入浓氨水,A4纸上又可重现红色的印记。由此分析该实验现象可以很好地帮助学生深化理解微粒的性质。

2. 改进方案Ⅱ

实验是化学学习的灵魂,是点燃学生学习兴趣的最佳载体。如教师课堂教学中利用此装置演示实验,此时学生的学习兴趣和探究欲望已被点起,接下来,我们就可以给学生创造自主探究学习的舞台,将上述的大塑料瓶换成小塑料瓶如下图4所示开展分组实验,探究新知。

(一)制作材料

250mL的硬质塑料瓶一个和配套的瓶盖两个,胶头滴管一支,废弃的5mL医用注射器(消毒清洗后再用)一支,塑料胶棒,剪刀,棉花、30cm的细线一根。

(二)制作方法

(1)将硬质塑料瓶冲洗干净,晾干备用,将废弃注射器消毒后备用。

(2)将注射器针头插入硬质塑料瓶底部,然后利用塑料胶棒将注射器针头的塑料部分固定密封在硬质塑料瓶的底部。

(3)将胶头滴管下端在酒精灯上加热、然后迅速插入其中的一个瓶盖中,如果胶头滴管和瓶盖结合不紧密,可再用熔化的塑料胶棒将其进一步密封、固定。

(4)用细棉线每间隔2cm系住一小团棉花,约系3-5团棉花球即可。

(三)操作方法

(1)将本教具放置在水平桌面上,向塑料瓶中加入3-5mL的蒸馏水,振荡、观察。

(2)将一根系有棉花团的细线连同棉花团用酚酞试液润湿。

(3)将润湿的棉花团从瓶口放入,旋紧瓶塞使棉花团悬挂在塑料瓶中。

(4)用注射器吸取0.1mL的浓氨水,从瓶底的针头处慢慢注入,观察对比分析实验现象即可得出实验结论。

(5)为了增添实验的趣味性、知识性,充分展现实验的魅力,帮助学生深化理解运用知识,可将该实验装置稍加改进如图5所示,胶头滴管中吸有少量的浓盐酸(0.1mL即可),然后将其滴入瓶中,即可观察到瓶中立刻产生大量白烟,变红的棉花团逐渐褪色。此实验现象能激发学生进一步思考,将学生的思维推向深处,从而促其深度学习。

3.拓展应用

如在注射器内吸有NaOH溶液,瓶中预先滴入几滴酚酞试液,胶头滴管内吸取稀盐酸,就可以演示酸碱中和反应原理。如果进一步借助数字化手持技术,预先在塑料桶瓶壁植入并固定温度传感器,还可以测量中和反应过程中温度的变化,当然改进后的装置也可用于探究金属与酸反应的温度变化,进而探究金属的活动性强弱。在高中阶段该实验装置还可以用于做氯气或二氧化氮与水反应的实验,反应后的生成物可以很方便地用塑料瓶底部的注射器吸取出,便于进一步做探究反应后生成物的性质实验和成分的测定实验。

三、改进实验的优点

(1)这两套教具制作器材来源于生活中的废弃物品,该实验装置使用后清洗比较方便,可多次循环使用。

(2)使用改进后的装置做实验,实验步骤操作简化,实验现象较原实验持续时间长且非常明显,吸引学生的眼球,可以很好地满足学生观察欲望。

(3)改进后的装置可以有效地节约药品,氨气无泄漏,不会对环境造成污染,不会影响到学生们的身心健康,符合实验的绿色化理念,可更多地给学生提供动手实践的机会。

(4)用改进后的装置实验可以提高课堂教学效果,该实验可以清楚地体现氨分子的运动过程且实验所需时间较短, 适用于演示和分组实验探究微粒的运动性[2]。

四、结束语

以上所述只是我们在教学中一些浅显的收获,我们一线的化学教师要学会创造性地使用教材,对于教材中的实验,我们要依据教学内容和学情灵活改进或创新实验,以达到实验的最佳效果,根据实验本身的特点,我们可以从生活中寻找瓶瓶罐罐做实验,很多教师利用塑料瓶、注射器、小药瓶或废弃日光灯管等创新改进了实验,改进后的实验使学生感受到化学更加贴近生活、化学就在身边,他们乐意学习身边的化学,学生在使用或自制实验的同时也能培养生态环保意识和实践创新能力。

参考文献

塑料废气处理方案范文第5篇

知识点一:塑料的成分和种类

塑料根据合成树脂的成分分为聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料等;根据受热后的变化可分为热塑性塑料和热固性塑料两类.

辨析聚乙烯、聚丙烯:含C、H元素,可包装食品,燃烧时无刺激性气味.聚氯乙烯:含C、H、Cl元素,会分解出对健康有害的物质,不宜包装食品,燃烧时有刺激性气味.

知识点二:塑料的性能和用途

塑料的性能特点:(1)质轻、绝缘、耐腐蚀、易成型、易加工等;(2)原料来自石油化工,成本低、价格低廉.塑料的用途:塑料可代替金属、木材,用途广泛.

注意塑料的成分不同,性能各异,用途广泛,但其用途也是由其性能的决定的.

知识点三:白色污染

“白色污染”是指塑料垃圾污染,合理的解决办法有:(1)使用降解材料.(2)寻找更合适的代用品.(3)塑料制品回收再生,循环利用.

注意大多数人工合成的材料是非降解的材料,在自然状态下能长期存在,特别是塑料薄膜袋和泡沫塑料容器,造成的环境污染已经给城市环境的治理带来了很大的压力.

二、考点解析

考点一:对塑料成分的探究

例1(三明)在化学的学习中,同学们知道:聚乙烯塑料只含C、H两种元素,如用焚烧方法处理废弃塑料会造成大气污染.化学兴趣小组对聚乙烯塑料在空气中燃烧生成的碳的氧化物组成进行探究.

【提出猜想】

A.只有CO2

B.只有CO

C.既有CO2,也有CO

【查阅资料】微量CO遇到浸有磷钼酸溶液的氯化钯黄色试纸,会立即变蓝;而CO2遇该试纸不变色.

【设计方案】化学兴趣小组在老师的指导下,设计下图所示实验,通过观察装置B、装置C的实验现象,验证猜想.

【实验探究】请你帮助他们写成实验报告.

实验步骤实验现象实验结论及化学方程式点燃酒精灯加热,随即打开弹簧夹,通入干燥的空气.

观察装置B、装置C中的现象装置B中的现象是:

装置C中的现象是:聚乙烯塑料在空气中燃烧,生成碳的氧化物中,既有CO2,也有CO.装置C中反应的化学方程式为:【讨论】

(1)根据实验结论,从环保角度考虑,实验中应对尾气进行处理.处理方法是.

(2)聚乙烯塑料在空气中燃烧,生成物中除了CO2、CO外,还应有的物质是.

解析此题是让学生对聚乙烯塑料进行探究性学习.从聚乙烯塑料在空气中燃烧产生的碳的氧化物组成猜想可能有三种情况,再根据“磷钼酸溶液的氯化钯黄色试纸遇到微量CO会立即变成蓝色,遇CO2无变化”这一信息,通过题中的实验步骤,来确定实验现象.由于聚乙烯塑料含C、H两种元素,所以尾气中除可能含有CO2、CO外,还可能含有水蒸气,尾气点燃,是为了防止CO污染环境.

答案黄色试纸变蓝;澄清石灰水变浑浊;Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O

(1)将尾气收集到气囊中(或将尾气点燃)(2)水(或H2O)

考点二:认识“白色污染”的危害

例2(眉山)下列对废弃塑料制品的处理方法中最为恰当的是

A.焚烧

B.粉碎后深埋

C.倾倒在海洋里

D.用化学方法加工成防水涂料或汽油

解析此题考查的是消除“白色污染”的途径,焚烧会造成大气污染,深埋会污染土壤,倾倒在海洋里会造成海洋污染,回收利用是最好的办法.

答案D.

考点三:开发可降解塑料

例3(宜宾)2004年3月,我国在世界上首先用二氧化碳作为原料生产出了一种无毒、阻气、透明、全降解的塑料——二氧化碳聚合物.有关生产和使用的说法错误的是

A.可以减少二氧化碳的排放,减缓温室效应

B.可以充分利用丰富的廉价资源生产塑料

C.该塑料可广泛应用于医药和食品包装、一次性餐具等方面

D.该塑料的应用可减少臭氧层的破坏