輪胎制品企業(yè)有機廢氣治理設施分析

周奇彬張 芮

（1天津市聯(lián)合泰澤環(huán)境科技發(fā)展有限公司 天津 300042 2天津環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司 天津 300191）

引言

輪胎是在各種車輛或機械上裝配的接地滾動的圓環(huán)形彈性橡膠制品，是汽車的重要組成部分。輪胎通常由外胎、內(nèi)胎、墊帶3部分組成；外胎是由胎體、緩沖層（或稱帶束層）、胎面、胎側(cè)和胎圈組成。

輪胎企業(yè)的主要大氣污染為粉塵性污染和化學性廢氣污染，化學性廢氣污染主要為揮發(fā)性有機污染物。通過走訪天津幾家知名的輪胎制造企業(yè)，輪胎企業(yè)的主要大氣污染工藝段包括煉膠、胎圈制造、簾子布壓延、帶束層、胎側(cè)、胎面擠壓成型、輪胎硫化等過程。

隨著2017年國家環(huán)境保護部的《“十三五”揮發(fā)性有機物污染防治工作方案》及2018年天津市環(huán)境保護局《“十三五”揮發(fā)性有機物污染防治工作實施方案》的發(fā)布，要求以改善環(huán)境空氣質(zhì)量為核心，以重點地區(qū)為主要著力點，以重點行業(yè)和重點污染物為主要控制對象，推進VOCs和NOx協(xié)同減排，強化新增污染物排放控制，實施固定污染源排污許可，建立VOCs污染防治長效機制，促進環(huán)境空氣質(zhì)量持續(xù)改善和產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。

1 輪胎生產(chǎn)工藝流程

根據(jù)對天津不同輪胎生產(chǎn)企業(yè)的走訪調(diào)查，輪胎的生產(chǎn)工藝一般以生膠開始煉膠，采用一段法或者兩段法工藝煉制熟膠。熟膠用于簾子布、胎側(cè)、胎面、胎體、帶束層等各部分的擠出、壓延出型，再通過成型機將各部分組合形成輪胎的形狀，然后經(jīng)過硫化機硫化后出成品，最終經(jīng)檢驗后包裝入庫。

以某企業(yè)為例，經(jīng)過對輪胎生產(chǎn)企業(yè)工藝流程的梳理，可知輪胎企業(yè)的主要有機廢氣產(chǎn)生的節(jié)點見下圖。

圖1 輪胎生產(chǎn)總體工藝流程圖

2 有機廢氣治理措施介紹

現(xiàn)有一般輪胎制造企業(yè)對密煉、擠出、壓延、硫化等工位段均采用軟簾布設計，將設備進行封閉，使產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過集中收集后通過“除塵預處理+UV光解催化+生物噴淋”或“除塵預處理+低溫等離子+UV光解凈化+ACF吸附”措施進行凈化處置，再通過排氣筒排放。

第一套廢氣裝置工藝簡述如下：

①除塵預處理：為保證UV紫外燈管的使用壽命和效果，UV設備前段設有預處理段，主要作用是過濾進氣中的油煙和粉塵。預處理段采用高效過濾棉，采用抽拉式結(jié)構(gòu)，便于更換。

②UV光催化系統(tǒng)：UV光催化工藝是光氧化和催化氧化的結(jié)合，通過光催化反應器完成。

③生物洗滌系統(tǒng)：生物洗滌廢氣利用液體吸收和生物處理的組合作用進行降解有機廢氣。

該套廢氣處理裝置主要處理密煉過程中產(chǎn)生的粉塵、密煉有機廢氣，該類廢氣中粉塵主要通過布袋除塵器進行預處理，有機廢氣中非甲烷總烴、VOCs先經(jīng)過UV光解將大分子有機物降解為小分子有機物，再進入生物噴淋系統(tǒng)處理，通過微生物將小分子有機物進一步出力為無害的二氧化碳和水，并轉(zhuǎn)化為微生物的食物。

第二套廢氣裝置為模塊化設施，工藝簡述如下：

①預處理模塊：煙氣首先進入預處理模塊，預處理模塊采用高效油氣分離裝置，將煙氣中焦油與氣體進行分離。

②等離子凈化：經(jīng)過預處理模塊處理后，煙氣進入設備的核心處理區(qū)域—等離子凈化區(qū)，在等離子凈化區(qū)，大部分異味分子被等離子轟擊、氧化后變成無毒、無色、無味的氣體。

③光化學模塊：本項目光化學模塊是光氧化和催化氧化的結(jié)合，通過光催化反應器完成。

④ACF凈化：ACF（碳纖維）以含碳纖維為原料制成，含碳纖維經(jīng)過高溫活化，使其表面產(chǎn)生納米級的孔徑，增加比表面積，從而改變其物化性能?；钚蕴祭w維上布滿微孔，對有機氣體吸附能力比顆粒活性炭在空氣中高幾倍至幾十倍；特別是對低濃度的廢氣吸附能力表現(xiàn)優(yōu)異。

該套廢氣處理裝置主要處理壓延、擠出、硫化過程中產(chǎn)生的有機廢氣，該類有機廢氣的特點是污染物濃度低，風量大，采用低溫等離子凈化器先處理一部分廢氣，再進入UV光解系統(tǒng)，再處理一部分廢氣，最后上一套碳纖維裝置作為保險，滿足最終的廢氣處置要求。

3 有機廢氣治理措施監(jiān)測分析

通過對部分輪胎企業(yè)采用上述兩種廢氣處理裝置對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機廢氣進行處理，通過現(xiàn)狀監(jiān)測，可知兩種廢氣處理裝置均有良好的處置效率，可滿足《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》（DB12/524-2014）表2·輪胎企業(yè)排放限值要求，也可滿足《橡膠制品工業(yè)污染物排放標準》（GB27632-2011）中表5·大氣排放限值要求。

表1 生物噴淋有機廢氣凈化工藝運行效果監(jiān)測表

表2 低溫等離子+UV光解有機廢氣凈化工藝運行效果監(jiān)測表

由上表可以看出，在類似橡膠生產(chǎn)企業(yè)中，采用上述有機廢氣處理設備對有機廢氣進行處理，非甲烷總烴凈化效率為70.2～91.7%之間；VOCs凈化效率為70.7～70.7%之間。

4 輪胎制造企業(yè)有機廢氣治理管理

經(jīng)過對幾家輪胎企業(yè)的監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，輪胎有機廢氣污染強度不大，但是污染排放量大，每家企業(yè)均涉及十幾～二十幾根排氣筒排放有機廢氣，因此加強有機廢氣治理和管理不容忽視。

根據(jù)《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》（DB12/524-2014）中規(guī)定：若單套有機廢氣處理裝置排放風量大于等于60000m3/h，應安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，并與環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)，有利于直觀監(jiān)測廢氣排放情況。另外根據(jù)《排污單位自行監(jiān)測技術指南總則》（HJ819-2017）中規(guī)定：重點行業(yè)應加大日常監(jiān)測頻次，對于輪胎類企業(yè)廢氣排氣筒監(jiān)測頻次應為每年兩次，冬季和夏季各一次。根據(jù)《固定污染源排污許可分類管理名錄（2017年版）》中規(guī)定：橡膠制造業(yè)應在2020年底前完成排污許可證申請，要求企業(yè)持證、按證排污。

結(jié)語

橡膠制造企業(yè)作為對環(huán)境污染嚴重的企業(yè)，應加強環(huán)境保護意識，采取先進的治理工藝，目前通用的治理工藝以“預處理+生物噴淋+過濾棉吸附”或“預處理+低溫等離子+UV光解”為主，對橡膠制造企業(yè)產(chǎn)生的廢氣具有良好的治理效果，能有效降低污染物的產(chǎn)生量，但企業(yè)仍應隨著技術的變更，采取更先進的工藝，并且從源頭開始，減少污染物的產(chǎn)生量。