一、铸造行业有机废气的成因
铸造车间造型及制芯过程中,会释放出难闻的气味,这种刺激性气味主要来源于树脂中的游离甲醛、游离苯酚和游离糠醇,以游离甲醛和游离苯酚对人体的危害相对较大。
铸造合成树脂在使用过程中,从制芯、存放、浇注到冷却都会散发出不同数量的甲醛、苯酚、三乙胺、苯并(a)芘、二恶英等。

其中甲醛、苯酚、三乙胺呈刺鼻、恶臭和刺激性气味,而二恶英和呋喃蒸气则没有气味,甚至微带芳香,很容易被大家所忽视,它们主要来源于三个方面:
1.甲醛和苯酚
是呋喃、酚醛类树脂的重要生产原材料,由于工艺条件和技术水平的限制,有时也为满足某种功能需要,有部分甲醛和苯酚没有参与反应,以游离状态出现在树脂中,例如JB/T7526-2008《铸造用自硬呋喃树脂》行业标准中规定:一级品甲醛≤0.1%,二级品甲醛≤0.3%,无氮树脂游离苯酚≤0.5%,有氮树脂游离苯酚≤0.3%。
GB/T24413-2009《铸造用三乙胺法冷芯盒树脂(酚脲烷树脂)(含酚脲烷自硬树脂》国标中限定:一级品甲醛≤0.3%,二级品甲醛≤0.5%。
目前市场上销售的铸造树脂中有部分,特别是低价树脂中含有的游离甲醛、苯酚都远高于行标或国标规定的限值。
2.是铸造合成树脂在反应固化过程中产生甲醛,例如碱性酚醛树脂分子末端羟甲基(-CH2OH)与有机酯固化剂反应的时候,会析出甲醛蒸气(CH2O)。
3.是在浇注过程中,由于高温金属液的热作用和处于缺氧状态,羟甲基(-CH2OH)基团缩聚交联成亚甲基(-CH2-),放出的甲醛不能完全燃烧,会挥发到大气中。
呋喃还会产生二恶英和呋喃蒸汽,污染环境。
三乙胺是冷芯盒两组份树脂快速反应的催化剂,它本身并不参与反应,加之渗透性強又比空气重,如芯盒和三乙胺加热和输送管路密封稍有不慎,生产现场胺味就会很重;对操作员工身心健康的造成较为严重的影响。

二、选用铸造有机废气治理技术方案
挥发性有机废气一般有活性炭吸附法、水/碱/酸/氧化剂等吸收剂吸收法、生物净化法、等工艺处理。
铸造厂主要的污染物为苯酚、甲醛及醇类等。苯酚常温下为一种无色晶体,是一种弱酸,可混溶于醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、挥发油、强碱水溶液,室温时稍溶于水,与大约8%水混合可液化,65℃以上能与水混溶。
根据苯酚混溶于强碱水溶性的性质,苯酚废气采用碱吸收法处理;甲醛常温下是一种无色,有强烈刺激性和窒息性气味的气体,易溶于水和乙醚,水溶液浓度最高可达55%,能与水、乙醇、丙酮任意混溶。
甲醛也是强还原剂,在空气中能逐渐被氧化为甲酸。根据甲醛水溶性和还原性,甲醛废气采用次氯酸钠水溶液吸收法处理;糠醇与水混溶,根据糠醇水混溶性,废气采用水吸收法处理。
通过以上苯酚、甲醛和糠醇等污染物的理化性质分析,采用“一级水吸收+一级碱/次钠溶液吸收+活性炭吸附”工艺处理。
次氯酸钠和碱液共存的混合溶液用于吸收苯酚和甲醛,糠醇可通过水吸收去除,增加活性炭吸附。处理结果符合《铸造工业大气污染物排放标准》(GB39726-2020)相应标准值要求。
污染物排放及排放标准表
