任婭娜
常州科太環(huán)境技術(shù)有限公司 江蘇常州 213000
橡膠制品工業(yè)是指以生膠(合成膠、再生膠等)為主要原料、各種配合劑為輔料,經(jīng)煉膠、壓延、壓出、成型、硫化等工序,制造各類產(chǎn)品的工業(yè),主要包括輪胎、摩托車胎、自行車胎、膠管、膠帶、膠鞋、乳膠制品以及其他橡膠制品的生產(chǎn)企業(yè),但不包含輪胎翻新及再生膠生產(chǎn)企業(yè)。
橡膠是指具有可逆形變的高彈性聚合物材料,在室溫下富有彈性,在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變,除去外力后能恢復(fù)原狀的一類高分子材料??梢匀斯ず铣?,價格低廉,應(yīng)用范圍廣,存在于我們生活的方方面面,橡膠的分子鏈可以交聯(lián),交聯(lián)后橡膠受外力發(fā)生變形時,具有迅速復(fù)原的能力,并具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性:高強度、高彈性、耐磨,綜合性能優(yōu)異;有些特種橡膠還具備耐油性、導(dǎo)電性、耐化學(xué)腐蝕性等特殊性能[1]。
橡膠制品應(yīng)用廣泛,不同行業(yè)對產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)注重點不同。比如,在軌道客車中應(yīng)用于高溫環(huán)境的橡膠產(chǎn)品,有著致命的缺點,就是處于高溫環(huán)境,出現(xiàn)氧化作用、熱分解、熱氧老化現(xiàn)象,長期在濕熱的環(huán)境中極易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。引發(fā)老化的原因有很多種,包括氧化作用、熱分解、熱氧老化、曲撓疲勞老化等,橡膠制品出現(xiàn)問題的幾個主要原因:
(1)配合原料質(zhì)量較差。
(2)橡膠本身耐老化性能不合格。
(3)產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗等,質(zhì)量管控不到位。因此橡膠產(chǎn)品質(zhì)量問題不容忽視。
煉膠廢氣主要包括密煉過程產(chǎn)生的顆粒物、有機廢氣以及開煉過程中產(chǎn)生的有機廢氣。
密煉是為了使橡膠與輔料充分混合從而增強橡膠的耐熱性、抗老化等性能。配好的原料加入到密煉機內(nèi),在密閉環(huán)境下,隨著設(shè)備內(nèi)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)將來自加料口的物料夾住帶入輥縫,物料受到剪切和摩擦作用,使膠料的溫度上升,加熱溫度從幾十度升至100℃以上,使添加劑在膠料中分散均勻,從而達到煉膠的目的。
目前密煉過程中產(chǎn)生的顆粒物通常采用與密煉機相連的煙道100%收集后送入布袋除塵器處理,從而實現(xiàn)達標排放[2]。
煉膠包括密煉和開煉兩部分工藝,在煉膠過程中,受強烈擠壓作用而使溫度升高,使膠料加熱軟化、壓片。
在煉膠過程中橡膠中的小分子有機物會揮發(fā)出來,產(chǎn)生煉膠有機廢氣。煉膠(包括密煉和開煉)過程產(chǎn)生的有機廢氣,主要指VOCs和非甲烷總烴,根據(jù)《橡膠制品生產(chǎn)過程中有機廢氣的排放系數(shù)》及美國橡膠制造者協(xié)會(RMA)對橡膠制品生產(chǎn)過程中各類橡膠原料進行測試得出的各類廢氣污染物排放系數(shù)確定。詳見下表。
橡膠制品煉膠過程中產(chǎn)生的有機廢氣,國內(nèi)市場上目前主要的防治措施為“UV光催化氧化+活性炭吸附”法。
經(jīng)煉膠后的橡膠單個分子間還沒有產(chǎn)生交聯(lián),因此缺乏良好的物理機械性能,實用價值不大。為進一步改善橡膠制品的性能,生產(chǎn)中還要在一定條件下,使膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使膠料由線型結(jié)構(gòu)的大分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子,從而使膠料具有高強度、高彈性、高耐磨、抗腐蝕等優(yōu)良性能,這個過程稱為橡膠硫化[3]。
通常利用吸附、吸收、生物等方法對末端的有機廢氣進行處理,這幾種方法中吸收法的操作比較簡單,這種方法在使用過程中的投資成本低,并且其不會受到風(fēng)量的影響。然而,硫化煙氣中的成分種類多,并且其中的很多有機物不易溶于水,所以,使用這種方法進行廢氣的凈化時,沒有取得較好的效果,并且使用這種方法進行凈化時,會產(chǎn)生二次污染;吸附法在進行廢氣的處理時,操作的過程比較簡單,吸附廢氣的效率較好,但投資費用高,且固體吸附材料處置更換成本高;使用生物法處理廢氣時,取得的效率較好,尤其是進行低含量的廢氣處理時,優(yōu)勢更明顯,但是使用這種方法處理大風(fēng)量的廢氣時,投資的成本較大,占地面積大,操作運營管理較為復(fù)雜[4]。
目前,常見的硫化廢氣處理的技術(shù)為采用“光催化氧化+活性炭吸附”設(shè)備對其進行處置。
橡膠制品生產(chǎn)過程中,在密煉、開煉和硫化工序,伴隨著有機廢氣的產(chǎn)生,會有惡臭物質(zhì)產(chǎn)生和排放。
目前國內(nèi)對橡膠行業(yè)建設(shè)項目一般選取硫化氫作為含硫惡臭氣體的環(huán)境評價因子,但根據(jù)美國國家環(huán)??偩志幹频摹犊諝馕廴疚锱欧畔禂?shù)匯編》(AP-42),橡膠行業(yè)(以輪胎行業(yè)為主)各個工序排放的污染因子無硫化氫。
目前,橡膠制品企業(yè)均對各工序排放點位采取集氣收集措施,然后引入車間外廢氣處理裝置處理,處理工藝通常采用“噴淋塔+UV光解催化氧化+活性炭吸附。
我國橡膠制品業(yè)發(fā)展已有百年歷史,主要產(chǎn)品產(chǎn)量在世界位居前列,但是我國具備規(guī)模效益的橡膠制品企業(yè)較少,同類產(chǎn)品的小企業(yè)較多,隨著社會各界對環(huán)保問題的關(guān)注,橡膠制品企業(yè)產(chǎn)生的大氣污染也成為社會關(guān)注的重點。