*本文为2019中国涂附磨具国际论坛报告
摘要:环保、绿色成为近年来国内企业面临的最严峻的生存问题,本文从绿色化学的介绍发展入手,结合国内环保治理力度加大及企业严峻的环保形势,介绍了绿色化学的概念、合成树脂工业污染物排放标准以及 VOC 治理技术,重点介绍了圣泉集团在产品绿色化环保化方面做的工作。
一、绿色化学
绿色化学(Green chemistry)又称环境无害化学(EnvironmentallyBenign Chemistry),环境友好化学 (Environmentally Friendly Chemistry),清洁化学 (CleanChemistry)。由美国化学会提出 (ACS)利用化学原理从源头消除污染,其目标是实现高效、高选择性的化学反应,实现“零排放”,达到“原子经济性”要求。
绿色化学包含了原料绿色化(无毒无害原材料、可再生原材料)、过程绿色化(催化剂绿色化、溶剂的绿色化、过程低排放或无排放),反应绿色
化(原子经济反应性、提高反应选择性),产品绿色化(产品使用无有害挥发、使用过程安全无毒)。其内涵是指以节能、降耗、减污为目标,以管理和技术为手段,实施工业生产全过程污染控制,使污染物的产生量最少化的一种综合措施。控制战略从先污染后治理方式转化为以污染防范为主。绿色生产谋求合理利用资源、减少整个工业活动对人类和环境的风险,是经济可持续发展的一个有力工具。
随着环境保护压力的增大和全社会对可持续发展的广泛认同,绿色化学越来越受到各国政府、学术界和企业的重视。
二、严峻环保形势下的工业树脂排放标准及治理措施
1、合成树脂工业污染物排放标准
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律、法规,保护环境,防治污染,促进合成树脂工业的技术进步和可持续发展,制定本标准。本标准规定了合成树脂(聚氯乙烯树脂除外)工业企业及其生产设施的水污染物和大气污染物排放限值、监测和监督管理要求。合成树脂工业企业排放恶臭污染物、环境噪声适用相应的国家污染物排放标准,产生固体废物的鉴别、处理和处置适用相应的国家固体废物污染控制标准。配套的锅炉和导热油炉执行《锅炉大气污染物排放标准》。本标准为首次发布。新建企业自2015年7月实施,现有企业自2017年7月实施。与涂附磨具企业息息相关的也是环保部重点关注的是 VOC(挥发性有机化合物 volatile organic compounds 的英文缩写)的治理与排放。
VOC 排放新标准 :
2、VOC 常用处理技术
VOC 常用处理技术主要包括回收技术及消除技术两个大类,回收技术包含吸收技术、吸附技术、冷凝技术、膜分离技术等几类,消除技术包含催化燃烧技术、生物降解技术,光催化降解技术、等离子技术等。每个企业生产产生的 VOC 成本及含量不同,均优化选择适宜自己企业的技术组合。圣泉集团结合自身特色,VOC 治理选用了吸收、冷凝、催化燃烧的组合治理方案,效果较为理想。在废水治理及固废治理方面,圣泉集团作为化工企业也走出了自己的路子。通过一系列措施,公司逐步实现了厂房集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化的绿色发展模式。工信部对全国首批国家级绿色工厂名单进行了公示,济南圣泉集团作为全国 22 家、山东省 4 家化工企业之一入围该榜单 , 这是对圣泉集团在绿色化学发展方面给予的充分肯定。
三、圣泉集团在绿色发展方面做出的具体工作
所有的治理技术均是后进式的被动解决,主动减少 VOC 挥发的污染防范更有利于生产生活的有效持续进行,绿色生产的内涵是指以节能、降耗、减污为目标,以管理和技术为手段,实施工业生产全过程污染控制,使污染物的产生量最少化的一种综合措施。控制战略从先污染后治理方式转化为以污染防范为主。绿色生产谋求合理利用资源、减少整个工业活动对人类和环境的风险,是经济可持续发展的一个有力工具。
1、绿色酚醛的发展趋势
我们国家已经成为酚醛树脂消费和生产大国,酚醛树脂的研究主要是从基础研究到规模应用到四化(绿色化、精细化、功能化、高性能化)的推进,其中绿色化成为首要考虑的研发内容。在树脂绿色化研究方面,涵盖了以下内容 :
以葡萄糖淀粉等含醛基的生物质材料取代甲醛生产酚醛树脂;
葡萄糖是一种多羟基化合物,在热酸或热碱作用下,可分解成活性单体 5- 羟甲基 -2- 糠醛 (HMF)。在催化剂参与下,HMF 与苯酚等聚合形成水溶性、低粘度、乳状且无沉淀的聚合树脂;
用苯酚和淀粉在硫酸催化、分段式升温的条件下,合成了苯酚淀粉树脂;
以高转化率的醚类等材料代替甲醛生产酚醛树脂 ;
酶催化合成聚酚树脂代替酚醛树脂 ;
使用新型甲醛捕捉剂降低游离甲醛的含量 ;
高活性低分子量木质素替代苯酚生产酚醛树脂 ;
通过使用特殊的设备和方法减少粉状树脂的扬尘 ;
减少或替代六次甲基四胺固化剂 ,解决胺臭问题。
2、圣泉集团绿色酚醛做的具体工作
圣泉集团技术中心酚醛研究所以发展绿色酚醛为理念,结合酚醛树脂的特点,积极投入研发,在低酚、低醛、低氨、无尘、生物质改性、环保溶剂替换、快固化低能耗领域推出了竞争力较佳的产品,在涂附磨具领域,重点推出了低酚、低醛型产品、环保溶剂的替代型产品也在积极进行中。
1)低醛型树脂
根据树脂的应用领域不同,低醛树脂分为通用型、浅色型、高耐热型几类:
通用型:
浅色型:
产品样板:
高耐热型:
耐热型是针对锆刚玉产品开发,提升树脂耐热型的前提下,通过改性改变树脂的极性,解决树脂与聚酯粘接不良、树脂粘接锆刚玉磨料不佳的问题,树脂型号 PF2461-2。
2)低酚低醛型树脂
通过苯酚材料的替代,减少苯酚的使用,保持性能的前提下降低树脂中游离酚的含量。
3)在研中的绿色产品
——水性、乳液环氧基水性固化剂的开发
——“胶囊”树脂的开发生物质材料替代苯酚的研究
——乳液酚醛的研究
——糖和淀粉替代甲醛的研究
结束语
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