Obliczenia emisji – przetwórstwo i depolimeryzacja polietylenu

Przetwórstwo polietylenu

W zależności od sposobu przetwarzania oraz typu tworzywa polietylenowego może dochodzić do emisji następujących rodzajów zanieczyszczeń:

• produkcja folii metodą rozdmuchu:

  • węglowodory alifatyczne,

  • węglowodory aromatyczne,

  • pył,

  • tlenek węgla,

  • metyloetyloketon,

  • związki metali zawarte w pyle (ilości śladowe),

• wytłaczanie:

  • węglowodory alifatyczne,

  • węglowodory aromatyczne,

  • pył,

• zgrzewanie:

  • tlenek węgla (ilości nieznaczne, wzrost emisji przy nieprawidłowych parametrach zgrzewania).

Oprócz wymienionych powyżej zanieczyszczeń, w niektórych warunkach przetwórstwa polietylenu i przy niektórych jego rodzajach (skład dodatków do polietylenu) może dochodzić do emisji innych substancji, jednak w decydującej mierze przypadków ich stężenia w odgazach są na poziomach poniżej granicy oznaczalności powszechnie stosowanych metod pomiarowych.

O ilościach substancji emitowanych do powietrza podczas przetwórstwa polietylenu decydują głównie warunki procesu (ciśnienie, temperatura, dostęp tlenu) oraz rodzaj polietylenu i skład modyfika­torów. Z tego względu zastosowanie ogólnych literaturowych wskaźników emisji może skutkować znaczną niepewnością obliczonych wartości. W przypadku braku wyników pomiarów z analizowanego źródła, pewniejszym sposobem wyznaczenia emisji niż zastosowanie wskaźników literaturowych jest przyjęcie wartości podawanych przez dostawców maszyn przetwórczych, z uwzględnieniem analizy podobieństwa przetwarzanych tworzyw.

Bilansowanie emisji z instalacji przetwórstwa polietylenu wymaga uwzględnienia co najmniej emisji z odciągów miejscowych (dla metody rozdmuchowej z wewnątrz i zewnątrz rękawa) oraz emisji z systemu wentylacji ogólnej hal produkcyjnych. Pod względem formalnym, mimo wielkości emisji bliskiej zeru, uwzględnienia wymaga również emisja pyłu z silosów granulatu załadowywanych metodą pneumatyczną. W obliczeniach wielkości tej emisji nie powinno się stosować ogólnej metody dla silosów, opartej na iloczynie strumienia powietrza transportującego i gwarantowanym przez dostawcę separatora (cyklonu lub filtra) stężenia pyłu na wylocie z urządzenia, ponieważ zastosowanie tej metody wobec transportu granul PE znacząco zawyża wynik obliczeń.

Depolimeryzacja polietylenu

Powszechnie stosowaną metodą rozkładu polietylenu na monomery jest technika oparta na krakingu katalitycznym. Ogół przemian zachodzących w trakcie procesu obejmuje zniszczenie struktury polimeru, podział łańcuchów wielocząsteczkowych, wysycenie mieszaniny parafinowej alkanami oraz eliminację atomów tlenu, azotu, chloru i siarki. Wśród substancji jakie mogą być uwalniane do powietrza z głównego ciągu technologicznego, w którym zachodzą ww. procesy znajdują się:

• węglowodory alifatyczne,

• węglowodory aromatyczne,

• pochodne węglowodorów zawierające tlen, chlor, siarkę,

• alkohole,

• aldehydy,

• chlorowodór, siarkowodór,

• amoniak.

W przypadku, gdy niektóre źródła instalacji są wyposażone w urządzenia oczyszczające odgazy poprzez ich spalenie (dopalacz termiczny lub pochodnia), listę substancji uzupełniają zanieczyszczenia wynikające z ich pracy, to jest tlenek i dwutlenek węgla, tlenki azotu, dwutlenek siarki (śladowe ilości) oraz pył.

Bilans emisji z instalacji rozkładu polietylenu powinien obejmować zarówno źródła emisji zorganizowanej (zrzuty gazów procesowych, systemy wentylacji mechanicznej) jak i źródła emisji niezorganizowanej (zbiorniki, układy wentylacji grawitacyjnej, nieszczelności instalacji). Sposoby wyznaczania emisji niezorganizowanej opisano w dziale Emisja niezorganizowana. Oprócz głównego układu technologicznego, w którym zachodzi depolimeryzacja polietylenu w ocenie emisji z tego rodzaju instalacji uwzględnia się również źródła pomniejsze, eksploatowane w ramach układów pomocniczych w tym przyjęcie, przeładunek i rozdrabnianie surowców (lub inne procesy wstępne, jeśli są stosowane), magazynowanie i załadunek produktów, źródła spalania paliw oraz transport wewnętrzny.