咨詢電話：口罩生產(chǎn)工藝中的的廢氣治理方法
導(dǎo)讀：因新型非冠狀病毒肺炎疫情的擴(kuò)散，口罩變?yōu)榫o缺物資。應(yīng)從事廢氣治理環(huán)保企事業(yè)單位的訴求，本篇針對于大家關(guān)注的口罩生產(chǎn)主要工序和生產(chǎn)過程中主要涉氣污染物產(chǎn)排污和常用的治理方法做簡單梳理，供業(yè)界參考探討，有不當(dāng)之處敬請諒解。
新冠肺炎疫情發(fā)生以來，口罩瞬間成為需求最為迫切的防疫物資。如果疫情期間全都復(fù)工，國內(nèi)口罩日需求量或?qū)⑦_(dá)到5億只左右；據(jù)國 家發(fā)改委3月2日發(fā)布消息稱，我國口罩日產(chǎn)能產(chǎn)量連續(xù)快速增長，雙雙突破1億只。
中國生產(chǎn)口罩的速度算是很快的，僅需0.5秒/只；圖片來源網(wǎng)絡(luò)）
據(jù)企查查專 業(yè)版數(shù)據(jù)顯示，自2020年1月1日至2月28日，經(jīng)營范圍涉及醫(yī)療器械、口罩等防護(hù)用品企業(yè)增速可觀，全國范圍內(nèi)醫(yī)療器械企業(yè)新增量超3萬家，消毒產(chǎn)品次之。其中，有2957家新增企業(yè)經(jīng)營范圍涉及口罩生產(chǎn)業(yè)務(wù)。
眾所周知，我們常見的口罩有普通棉布口罩、一次性醫(yī)用口罩、醫(yī)用外科口罩、N95型口罩……，其中一次性醫(yī)用口罩、醫(yī)用外科口罩可以在一定程度上預(yù)防呼吸道感染，無法防霾；N95型口罩能有效預(yù)防呼吸道感染，可以防霾；普通棉布口罩由于材質(zhì)本身不夠致密，無法起到預(yù)防感染目的。
下面據(jù)公開資料給大家梳理匯總口罩生產(chǎn)的主要工序流程及主要產(chǎn)排污環(huán)節(jié)、以及主要污染物（環(huán)氧乙烷）尾氣處理常用的治理方法，僅供參考！
一、生產(chǎn)工藝流程
1、一次性口罩生產(chǎn)工藝流程
無紡布、熔噴布合并→壓合→鼻梁條線貼合→切邊層疊→裁斷→補(bǔ)邊壓合→熱壓固定掛耳繩→滅菌→解析（EO滅菌）→成品
2、熔噴布生產(chǎn)工藝流程
聚丙烯→熱熔→拉絲→聚合成網(wǎng)→駐極處理→成品
熔噴法非織造布生產(chǎn)流程
此外，工信部也表示，口罩生產(chǎn)原料主要是高熔指纖維聚丙烯，國內(nèi)產(chǎn)能比較充足，2019年國內(nèi)產(chǎn)量約90萬噸，一噸可生產(chǎn)一次性外科口罩90萬-100萬副，生產(chǎn)N95醫(yī)用防護(hù)口罩20萬-25萬副。
聚丙烯纖維：聚丙烯纖維是以丙烯聚合得到的等規(guī)聚丙烯為原料紡制而成的合成纖維，在我國的商品名為丙綸。（有機(jī)化學(xué)中聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡式如下）：
二、污染物排放環(huán)節(jié)
一次性口罩生產(chǎn)過程中污染物排放較大的環(huán)節(jié)主要為解析（EO滅菌）過程，產(chǎn)生環(huán)氧乙烷。
三、醫(yī)用防護(hù)口罩主要生產(chǎn)設(shè)備
1、醫(yī)用口罩生產(chǎn)流程及設(shè)備
醫(yī)用口罩以結(jié)構(gòu)形式主要分為：平式和杯式
（1）、平式口罩生產(chǎn)工序：
（2）、杯式口罩生產(chǎn)工序：
醫(yī)用防護(hù)口罩的生產(chǎn)一般是全自動或者半自動設(shè)備。
半自動的設(shè)備包括口罩成型機(jī)、口罩壓合機(jī)、口罩切邊機(jī)、鼻梁條線貼合機(jī)、耳帶點(diǎn)焊機(jī)；全自動設(shè)備包括全自動平面口罩機(jī)、全自動折疊口罩機(jī)等，費(fèi)用較高但省時高效。
2、環(huán)氧乙烷（EO）滅菌工序
生產(chǎn)無菌醫(yī)用口罩，涉及到滅菌工序。目前絕大部分企業(yè)選擇的是環(huán)氧乙烷（EO）滅菌設(shè)備。
滅菌工序動畫演示圖，成批的口罩送入消毒室，然后通環(huán)氧乙烷氣體（下圖的黃色是為了高亮，其實(shí)無色的），達(dá)到一定濃度后完成了消毒過程。之后要在消毒室里通空氣和氮?dú)馊ハ♂尯统樽攮h(huán)氧乙烷，如此多次，直到口罩表面的環(huán)氧乙烷殘留量達(dá)標(biāo)為止。
環(huán)氧乙烷滅菌的口罩需要進(jìn)行解析。因?yàn)榄h(huán)氧乙烷滅菌后，口罩上會有環(huán)氧乙烷殘留，而環(huán)氧乙烷是一種有毒的致癌物質(zhì)，長期吸入環(huán)氧乙烷，不但刺激呼吸道，還會有致癌可能性。長期少量接觸，可見有神經(jīng)衰弱綜合征和植物神經(jīng)功能紊亂。因此，經(jīng)環(huán)氧乙烷滅菌的醫(yī)用口罩，必須經(jīng)過解析釋放口罩上殘留的環(huán)氧乙烷，經(jīng)檢測合格才能出廠上市。經(jīng)過驗(yàn)證的環(huán)氧乙烷解析時間約為7-15天，可確?？谡种袣埩舻沫h(huán)氧乙烷含量低于10ug/g的安 全標(biāo)準(zhǔn)。
另外，環(huán)氧乙烷滅菌的口罩應(yīng)選用透氣的內(nèi)包裝材料。否則環(huán)氧乙烷難以穿透，難以達(dá)到滅菌效果。
還有醫(yī)用繃帶、縫線、手術(shù)器具以及一些不耐受高溫消毒的物品，都能用環(huán)氧乙烷來消毒的。此外，現(xiàn)在高 檔醫(yī)用防護(hù)口罩的消毒環(huán)節(jié)很多采用輻射消毒，主要利用電離輻射殺滅致病微生物的能力，對一次性醫(yī)療用品進(jìn)行消毒處理，它優(yōu)于加熱法和環(huán)氧乙烷化學(xué)消毒法，是輻射加工中非常成熟的滅菌方法。
四、有關(guān)環(huán)氧乙烷
環(huán)氧乙烷：是一種有機(jī)化合物，化學(xué)式是C2H4O，分子量44.052，自燃點(diǎn)571℃，熔點(diǎn)-112.2℃，閃點(diǎn)-29℃，沸點(diǎn)10.8℃。外觀為無色氣體，是一種有毒的致癌物質(zhì)，以前被用來制造殺菌劑。環(huán)氧乙烷易燃易爆，不易長途運(yùn)輸，因此有強(qiáng)烈的地域性。被廣泛地應(yīng)用于洗滌，制藥，印染等行業(yè)。在化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)可作為清潔劑的起始劑。
五、常用的環(huán)氧乙烷尾氣治理方法
5.1 直接燃燒法
利用燃?xì)饣蛉加偷容o助燃料燃燒。將環(huán)氧乙烷與燃燒原料混合的氣體加熱，使環(huán)氧乙烷在高溫作用下可分解成為CO2、H2O等無 毒物質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單。
缺點(diǎn)：具有爆炸的危險。在進(jìn)行燃燒處理時，必須控制環(huán)氧乙烷的濃度。對安 全技術(shù)、操作要求較高。
5.2吸收法
吸收法一般采用物理吸收，即將環(huán)氧乙烷廢氣引入吸收液中進(jìn)行凈化，待吸收液飽和后經(jīng)加熱、解析、冷凝、回收。
優(yōu)點(diǎn)：適用于氣量較大、濃度低、溫度低的氣體。
缺點(diǎn)：需要配置加熱解析回收裝置，設(shè)備體積-般較大、投資較高。且環(huán)氧乙烷性質(zhì)活潑，吸收液比較難取。
5.3催化燃燒法
環(huán)氧乙烷廢氣被加熱經(jīng)催化燃燒成CO2、H2O等無 毒物質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn)：起燃溫度低、節(jié)能、凈化率較高、操作也較為簡便。
缺點(diǎn)：占地面積、設(shè)備投資較大。
5.4 吸附法
由于活性炭非極性吸附劑，而環(huán)氧乙烷是非極性有機(jī)化合物，所以環(huán)氧乙烷容易被活性炭吸附。
優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、投資小。
缺點(diǎn)：活性炭相對更換頻繁，增加了危廢處理量。
5.5吸附-催化燃燒法
采用吸附材料(活性炭)吸附，在接近飽和后引入熱空氣進(jìn)行脫附、解析，脫附后環(huán)氧乙烷廢氣引入催化燃燒床燃燒，將其徹底凈化，熱氣體可以在系統(tǒng)中循環(huán)使用。
優(yōu)點(diǎn)：減少了危廢產(chǎn)生，降低能耗。
缺點(diǎn)：占地面積、設(shè)備投資較大。
5.6常壓催化水合法
酸性條件反應(yīng)過程：以環(huán)氧乙烷水溶液加入0.5~1.0%稀硫酸作為催化劑，在50~70℃反應(yīng)溫度,9.8~19.6kPa的反應(yīng)壓力條件下反應(yīng)30分鐘,水合反應(yīng)生成乙二醇(EG)。反應(yīng)產(chǎn)物用堿液中和，經(jīng)蒸發(fā)提煉，可得到80%濃度的EG，再經(jīng)過精餾塔濃縮，可以得到98%以上的EG。也可以在堿性或中性條件下，按照SN2反應(yīng)機(jī)理，進(jìn)行水合。
優(yōu)點(diǎn)：常壓，催化劑價格較低。
缺點(diǎn)：無機(jī)酸催化劑會導(dǎo)致碳鋼設(shè)備腐蝕，無機(jī)堿催化劑會產(chǎn)生一些副產(chǎn)物。
5.7 直接水合法
直接水合法也稱環(huán)氧乙烷加壓水合法。將水和環(huán)氧乙烷以摩爾比為22: 1 的溶液，在管式反應(yīng)器中，在150~200℃，15~ 2.5MPa的條件下反應(yīng)20分鐘，直接液相水合制得EG，同時會產(chǎn)生副產(chǎn)物二乙二醇(Diethylene Glycol, 簡稱DEG),三乙二醇(Triethylene Glycol, 簡稱TEG)和多乙二醉。反應(yīng)得到的EG稀溶液通過熱交換器冷卻后進(jìn)入膨脹器，在膨脹器中將巴豆醛，乙醛等易揮發(fā)組分吹出，液體流入貯槽，再通過泵送去提煉蒸發(fā)，經(jīng)蒸發(fā)后的液體進(jìn)入第 一蒸餾塔，真空蒸餾脫除水分，塔項(xiàng)粗EG進(jìn)入第二蒸餾塔，塔頂?shù)玫郊僂G，塔底成分再進(jìn)入填料塔得到各種組分。
優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率高。
缺點(diǎn)：副產(chǎn)物增加，同時乙二醇中的水分增加。能耗高。
5.8 催化水合法
均相催化水合法以及非均相催化水合法。
均相催化是催化劑與反應(yīng)物同處于一均勻物相中的催化作用。有液相和氣相均相催化。液態(tài)酸堿催化劑，可溶性過渡金屬化合物催化劑和碘、一氧化氮等氣態(tài)分子催化劑的催化屬于這一類。均相催化劑的活性中心比較均一，選擇性較高，副反應(yīng)少，易用于光譜、波譜、同位素示蹤等方法來研究催化劑的作用，反應(yīng)動力學(xué)一般不復(fù)雜。
均相催化水合法和非均相催化水合法均需采用合適的催化劑。
優(yōu)點(diǎn)：副反應(yīng)少，能耗低。
缺點(diǎn)：催化劑難以分離、回收和再生。
最后還是要提醒大家，注意防護(hù)，戴口罩、勤洗手、常通風(fēng)、不聚餐、少出門、不傳謠、不恐慌，早日戰(zhàn)勝疫情！
