臺州市橡膠制品企業(yè)硫化廢氣建議措施

金剛　趙陽　李海城

【摘要】《橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》開始實(shí)施后，硫化廢氣中主要污染物（非甲烷總烴）排放標(biāo)準(zhǔn)值更加嚴(yán)格，且規(guī)定了基準(zhǔn)排氣量，臺州當(dāng)?shù)仄髽I(yè)需在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行升級，完善廢氣收集方式和處理工藝，才能滿足環(huán)保要求。

【關(guān)鍵詞】橡膠；硫化廢氣；基準(zhǔn)排氣量

1、引言

浙江省臺州市內(nèi)有大量的非輪胎橡膠制品工業(yè)企業(yè)，主要產(chǎn)品為橡膠傳送帶、輸送帶和密封條等，其生產(chǎn)過程中的硫化廢氣需經(jīng)收集、處理后排放。從2012年1月1日開始執(zhí)行的《橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]中，提高了硫化廢氣主要污染物（非甲烷總烴）的排放標(biāo)準(zhǔn)值，且規(guī)定了基準(zhǔn)排氣量，若沿用原有硫化廢氣大風(fēng)量引風(fēng)收集、處理的方式，實(shí)施起來困難較多。本文將以當(dāng)?shù)氐湫推髽I(yè)為例，找出新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后面臨的困難并分析原因，再提出可行的硫化廢氣收集、處理建議措施。

2、硫化過程主要特征

在橡膠工業(yè)中，硫化是指生橡膠與硫黃和促進(jìn)劑等在一定的溫度和壓力作用下變成熟橡膠的加工過程，可使橡膠在較廣溫度范圍內(nèi)具有強(qiáng)度大、溶解度小、彈性高等優(yōu)點(diǎn)。在硫化過程中，硫與混煉膠起化學(xué)反應(yīng)，減少不飽和性，同時(shí)產(chǎn)生交聯(lián)而形成體形結(jié)構(gòu)。通過控制硫化的各種因素，可以得到所要求性能的硫化橡膠。常用硫化方法有熱硫化、冷硫化、高頻電流硫化、輻射硫化等。臺州當(dāng)?shù)叵鹉z企業(yè)以熱硫化法為主，硫化設(shè)備有平板硫化機(jī)、硫化罐和硫化箱等。硫化廢氣主要產(chǎn)生自硫化工序，該廢氣成分復(fù)雜，主要污染物為非甲烷總烴和二硫化碳[2]。

3、企業(yè)原有硫化廢氣收集、處理情況介紹

某橡膠企業(yè)是當(dāng)?shù)匾患乙?guī)模中等偏上生產(chǎn)橡膠傳送帶、輸送帶的企業(yè)，三班制，年工作300天，年生膠用量約1450噸，包括天然橡膠、丁苯橡膠和再生膠等，車間內(nèi)有平板硫化機(jī)5臺，硫化罐24個(gè)。硫化廢氣收集、處理現(xiàn)狀為：平板硫化機(jī)采用頂吸罩、半密閉集氣間進(jìn)行收集，硫化罐采用頂吸罩進(jìn)行收集，處理工藝為噴淋吸收（氧化劑）+活性炭吸附；其中單臺平板硫化機(jī)引風(fēng)量約6000m3/h，單個(gè)硫化罐引風(fēng)量約400m3/h，連續(xù)引風(fēng)，處理設(shè)施設(shè)計(jì)能力40000m3/h。根據(jù)監(jiān)測數(shù)值，排放廢氣中非甲烷總烴的濃度約為2mg/m3，遠(yuǎn)低于原執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》[3]標(biāo)準(zhǔn)值（120mg/m3），能滿足環(huán)保要求。

4、新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后遇到的問題

《橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施后，要求新建企業(yè)（原有企業(yè)自2014年1月1日起）執(zhí)行新的排放限值，其中“輪胎企業(yè)及其他制品企業(yè)煉膠、硫化裝置”所排放廢氣的非甲烷總烴指標(biāo)執(zhí)行排放限值10mg/m3，且基準(zhǔn)排氣量為2000m3/t膠，若單位膠料實(shí)際排氣量超過單位膠料基準(zhǔn)排氣量，須將實(shí)測大氣污染物濃度換算為大氣污染物基準(zhǔn)排氣量排放濃度，并以大氣污染物基準(zhǔn)排氣量排放濃度作為判定排放是否達(dá)標(biāo)的依據(jù)。

按照新標(biāo)準(zhǔn)要求，以年工作300天，日平均生產(chǎn)20小時(shí)計(jì)，該企業(yè)現(xiàn)有硫化廢氣設(shè)施的單位膠料實(shí)際排氣量40000×20×300/1450≈165500m3（少量煉膠廢氣的排氣量暫未考慮），是基準(zhǔn)排氣量的83倍，需將實(shí)測污染物濃度（2mg/m3）換算為基準(zhǔn)排氣量排放濃度（166mg/m3），換算后的濃度遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)值。

若繼續(xù)使用現(xiàn)有的硫化廢氣收集及處理設(shè)施，則需在大風(fēng)量、進(jìn)口濃度已較低的基礎(chǔ)上，末端再增加處理設(shè)施，繼續(xù)削減非甲烷總烴（去除率需大于96%），處理工藝較難選擇，且投資、運(yùn)行費(fèi)用極高，實(shí)施難度大。

5、原因分析

1）排放標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格。新標(biāo)準(zhǔn)中非甲烷總烴的排放限值指標(biāo)為10mg/m3，較原標(biāo)準(zhǔn)值更為嚴(yán)格。

2）新增基準(zhǔn)排氣量且該數(shù)值偏小。新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定了單位膠料基準(zhǔn)排氣量，據(jù)了解，該數(shù)值確定時(shí)更多參考了大型輪胎企業(yè)的情況，相對來說輪胎的密度高重量大，而傳送帶、輸送帶和密封條等產(chǎn)品的密度低重量小，實(shí)際單位硫化設(shè)備面積下，輪胎企業(yè)單位產(chǎn)品的用膠量遠(yuǎn)超非輪胎企業(yè)，即非輪胎企業(yè)獲準(zhǔn)的實(shí)際排氣量遠(yuǎn)低于輪胎企業(yè)，對臺州當(dāng)?shù)匾詡魉蛶У认鹉z制品為主要產(chǎn)品的企業(yè)提出了更高要求。

3）運(yùn)行管理方式粗放排氣量偏大。臺州當(dāng)?shù)叵鹉z企業(yè)采用的運(yùn)行管理方式不夠精細(xì)，普遍采用大風(fēng)量連續(xù)引風(fēng)收集、處理硫化廢氣的模式，此模式操作簡便且大風(fēng)量引風(fēng)后，廢氣中的非甲烷總烴濃度已不高，末端排氣口易滿足達(dá)標(biāo)排放要求，但將導(dǎo)致實(shí)際廢氣排放量遠(yuǎn)超基準(zhǔn)排氣量。

綜上，新的排放標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格，新增了基準(zhǔn)排氣量且數(shù)值對臺州當(dāng)?shù)叵鹉z企業(yè)來說數(shù)值偏小，再與企業(yè)原有粗放的收集、處理方式結(jié)合在一起，導(dǎo)致在新標(biāo)準(zhǔn)下很難做到達(dá)標(biāo)排放，必須從設(shè)備水平、收集方式和處理工藝等方面一并進(jìn)行優(yōu)化。

6、建議措施

1）建議做好廢氣密閉收集工作，減少引風(fēng)量。建議升級硫化設(shè)備，改用自動化水平高、密閉性好的先進(jìn)設(shè)備，盡量做到密閉收集。例如平板硫化機(jī)應(yīng)配套密閉式收集間且盡量緊湊，從而減少引風(fēng)量；硫化罐應(yīng)改為罐內(nèi)直接收集，開啟前先收集硫化廢氣。以該企業(yè)為例，采取本措施后，預(yù)計(jì)單位引風(fēng)量約為14000m3/h，是原引風(fēng)量的35%。

2）建議做好廢氣定量收集工作，做到精細(xì)化收集，減少無效引風(fēng)。建議增設(shè)廢氣自動化引風(fēng)、閥門控制裝置，當(dāng)需要引風(fēng)時(shí)開啟閥門，結(jié)束時(shí)關(guān)閉；末端風(fēng)機(jī)變頻控制，風(fēng)管內(nèi)設(shè)壓力探頭，各處理設(shè)施與風(fēng)機(jī)連鎖控制。硫化廢氣產(chǎn)生方式為間歇式，一般實(shí)際需引風(fēng)的時(shí)間比例約為20%，其余時(shí)間可不引風(fēng)。采用本措施后，預(yù)計(jì)排氣量可減少80%，即日實(shí)際排氣量為56000m3，是原日實(shí)際排氣量的7%（合并計(jì)算措施一風(fēng)量削減部分）。

3）建議優(yōu)化廢氣處理工藝，進(jìn)一步提高處理效率。在做好硫化廢氣風(fēng)量控制的前提下，建議采用以干式氧化+活性炭吸附為主的處理工藝，并針對企業(yè)產(chǎn)品、用膠量的不同，在核算基準(zhǔn)風(fēng)量及去除率前提下，選擇一級或多級干式氧化處理。

4）建議做好廢氣排氣筒處的風(fēng)量計(jì)量工作，便于環(huán)保部門管理。排氣筒處增設(shè)流量計(jì)，對每天的實(shí)際廢氣排氣量進(jìn)行計(jì)量，同時(shí)對車間內(nèi)實(shí)際用膠量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便于環(huán)保部門換算實(shí)測濃度、判定是否達(dá)標(biāo)排放。

7、結(jié)論

建議臺州當(dāng)?shù)胤禽喬ハ鹉z企業(yè)做好硫化設(shè)備的升級改造、硫化廢氣密閉化、自動化收集等工作，做到有效引風(fēng)，控制實(shí)際排氣量盡量接近基準(zhǔn)排氣量，在此基礎(chǔ)上核算排放限值后，再選擇以干式氧化（一級或多級）+活性炭吸附為主的工藝，應(yīng)該能做到達(dá)標(biāo)排放。另外企業(yè)需做好實(shí)際廢氣排放計(jì)量和用膠量統(tǒng)計(jì)，便于環(huán)保部門管理。

參考文獻(xiàn)

[1]GB27632-2011，橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]張芝蘭.橡膠制品生產(chǎn)過程中有機(jī)廢氣的排放系數(shù)[J].橡膠工業(yè)，2006，53（11）：682-683.

[3]GB16297-1996，大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4]丁學(xué)鋒，張惠君，曹睿.橡膠制品工業(yè)工藝廢氣排放因子探討：以輪胎企業(yè)為例[J].四川環(huán)境，2013（6）：83 _86.

[5]王元?jiǎng)偅祩?，李昌?橡膠工藝廢氣的污染控制淺析[J].環(huán)境化學(xué)，1995，14（1）：58-61.

[6]國內(nèi)外產(chǎn)排污系數(shù)開發(fā)現(xiàn)狀及其啟示[J].環(huán)境科學(xué)研究，2009（5）.

作者簡介

金剛，1980-1，華東理工大學(xué)，碩士，注冊環(huán)保工程師，主要從事工業(yè)廢水、廢氣處理工作。