橡膠硫化廢氣處理方法分析

文_申瑞 山西清源環(huán)境咨詢有限公司

1 廢氣特性和處理要求

橡膠企業(yè)在硫化工段生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的廢氣主要是硫化廢氣，產(chǎn)生的污染物主要是非甲烷總烴等揮發(fā)性有機(jī)廢氣以及二硫化碳、硫化氫等，其需要在滿足《橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB27632-2011）以及《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993）等規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，才能進(jìn)行排放。

2 廢氣處理方法

2.1 微生物分解法

生物分解法的原理為：將廢氣氣體中的污染物通過循環(huán)水流溶入到水中，利用水里培養(yǎng)床中培養(yǎng)的微生物對其進(jìn)行有效分解，從而使其有效降解成低害物質(zhì)。該方法的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其除臭效率能夠達(dá)到將近70%，但該方法的劣勢體現(xiàn)在微生物的活性對其產(chǎn)生直接的影響，并且培養(yǎng)出的微生物只能對1種氣體進(jìn)行分解，從而使其降解效率相對較低。為了使其效率和穩(wěn)定性得到顯著的提升，需要對其進(jìn)行添加藥劑以及對pH值進(jìn)行有效控制等手段，但是這樣會使得成本增加。另外，當(dāng)生物出現(xiàn)死亡的情況時，需要重新對其進(jìn)行培養(yǎng)，使得生物分解法作用效果的周期相對延長。

2.2 活性吸附法

活性炭由于具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)空隙較大，表面積較大等特性，從而使其主要被應(yīng)用于活性吸附法之中，但是其缺點也相對比較明顯，即活性炭容易飽和，幾天之后其就會出現(xiàn)失效的現(xiàn)象。因此，為了使該方法的效果得到保證，不僅需要對其進(jìn)行頻繁更換，還需要對飽和的活性炭進(jìn)行有效處理，造成運(yùn)行及維護(hù)成本相對都較高，通常情況下，該種方法處理濃度低且大風(fēng)量的氣體時比較適宜。

2.3 等離子法

等離子法的原理是通過高壓電極來進(jìn)行離子以及電子的發(fā)射，使臭氧分子的結(jié)構(gòu)遭到明顯的破壞，從而來實現(xiàn)惡臭分子被裂解的目的。該種方法主要在低濃度的惡臭氣體中應(yīng)用效果比較顯著，通常情況下，其處理效率能夠達(dá)到80%左右。另外，其能夠?qū)Χ喾N臭氣的混合體進(jìn)行有效處理，并且濕度對其產(chǎn)生不了任何影響，同時也不會有二次污染現(xiàn)象的出現(xiàn)。其缺點主要體現(xiàn)在用電量較大，需要定期進(jìn)行清灰處理，運(yùn)維成本較高。并且將其應(yīng)用于高濃度易燃易爆氣體的處理之中時容易導(dǎo)致爆炸。

2.4 燃燒法

燃燒法可分為直接燃燒法、蓄熱式燃燒、蓄熱催化燃燒法。利用蓄式熱燃燒法對廢氣進(jìn)行處理時，由于在燃燒之后形成二氧化硫，二氧化硫和廢氣中的水分進(jìn)行結(jié)合之后，形成酸性物質(zhì)，腐蝕爐壁。使用蓄熱催化燃燒法對廢氣進(jìn)行處理，爐體也會出現(xiàn)被嚴(yán)重腐蝕的現(xiàn)象，另外，當(dāng)污染物的氣量較大，濃度較低時，需要將助燃劑引入其中，這使得該方式的運(yùn)營成本會顯著增加。

2.5 液體吸收法

液體吸收法的作用原理是廢氣中的氣體在吸收劑中的溶解度存在差異，將其和吸收劑中的活性組分進(jìn)行有效反應(yīng)，從而使廢氣中的有害物質(zhì)被有效分離出來，以此來達(dá)到有效凈化廢氣的目的。將方法的可行性、運(yùn)維成本的投入、二次污染問題發(fā)生率等因素進(jìn)行綜合考量之后，可知液體吸收法的技術(shù)更加全面和成熟，并且運(yùn)行的穩(wěn)定性更高。

2.6 氧化法

氧化法由臭氧氧化處理和光催化氧化處理兩種方式構(gòu)成，臭氧氧化處理方式的優(yōu)勢為處理效率較高、設(shè)備更加簡單化，其缺點主要體現(xiàn)在運(yùn)行成本較高以及臭氣和臭氧無法得到有效混合等方面。光催化氧化處理方式在占地面積相對較小、運(yùn)行成本低等方面的優(yōu)勢相對比較明顯，并且在濃度較低、流量大的廢氣處理中應(yīng)用優(yōu)勢比較顯著，其缺點主要是設(shè)備的投資成本較高、處理效率低、受粉塵影響較大等。

通過對上述方法進(jìn)行分析可知，每種廢氣處理方法都存在一定的弊端，單獨使用任一種廢氣處理方法都無法達(dá)到理想的效果。因此，在實際的橡膠廢氣處理中，使用的方法都是多種工藝的融合，從而使廢氣能夠被有效地處理，進(jìn)而使其符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 橡膠硫化廢氣的實際處理方法

太倉市祖達(dá)橡膠廠橡膠企業(yè)采用臭氧氧化與液體吸收法有效結(jié)合的方式來對廢氣進(jìn)行處理。在廢氣處理的過程中，使用臭氧氧化+堿液噴淋一體機(jī)，系統(tǒng)由氧化裝置、立式噴淋塔、布?xì)庋b置、噴淋藥液調(diào)配系統(tǒng)、排放筒、除霧器等構(gòu)成。該系統(tǒng)的工作流程為：先經(jīng)過臭氧處理，使有機(jī)大分子被有效氧化降解成小分子，從而被水溶液所吸收；然后經(jīng)過立式噴淋塔，利用霧化噴嘴來使其和藥液霧滴有效接觸之后，噴淋液能夠?qū)⒋蟛糠謴U氣進(jìn)行有效吸收；最后，使廢氣通過塔體末端的除水霧裝置，通過排氣筒達(dá)標(biāo)排放。

3.1 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)由3個部分組成：①機(jī)械系統(tǒng)，一體化機(jī)械系統(tǒng)包括氧化裝置、立式噴淋塔、布?xì)庋b置、排放筒、除霧器、噴淋藥液調(diào)配系統(tǒng)；②控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由噴淋控制和藥液調(diào)配控制構(gòu)成，主要有控制柜、電源柜、操作箱、風(fēng)機(jī)柜等；③軟件系統(tǒng)組成，軟件系統(tǒng)包括Windows操作系統(tǒng)、語言程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。

3.2 臭氧氧化原理

高壓靜電的特殊脈沖放電是臭氧發(fā)生站中主要利用的形式之一，它能使非平衡態(tài)低溫等離子體有效地形成。該等離子體就是高能活性炭，該物質(zhì)和有機(jī)分子進(jìn)行有效碰撞之后，使有機(jī)分子被迅速激活，以此來實現(xiàn)將其破壞的目的。臭氧和廢氣在管道之中進(jìn)行混合的時候，立即就會發(fā)生相應(yīng)的氧化反應(yīng)過程。

3.3 酸堿噴淋原理

臭氧主要存在于地層腔體之中，其能夠?qū)U氣中的有機(jī)大分子進(jìn)行降解，通過氧化等手段，使其成為小分子，從而能夠被水溶液所吸收。該步驟完成之后，其需要經(jīng)過立式噴淋塔，在霧化噴嘴的作用下，使噴淋液能夠最大程度地進(jìn)行霧化，當(dāng)其與藥液霧滴進(jìn)行接觸時，使部分廢氣能夠被噴淋液體所吸收處理。與此同時，多層噴淋的方式使氣體和液體之間的接觸面積明顯加大，有效強(qiáng)化氣液之間的傳質(zhì)，進(jìn)而使廢氣中剩余的廢氣成分被有效吸收和清除。該步驟完成之后，需要通過塔體末端的除水霧裝置，該裝置能夠有效去除水霧，使得排放的氣體符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

4 臭氧氧化+堿液噴淋方式下有機(jī)廢氣處理的效果

臭氧氧化+堿液噴淋方式對廢氣處理的效果如表1所示。

表1 臭氧氧化和堿液噴淋使用效果

從表1可知，利用該方式對廢氣進(jìn)行處理具有顯著的效果，非甲烷總烴進(jìn)口濃度從3.58～3.71mg/m3降到出口濃度0.23～0.40mg/m3，其去除效率能夠到達(dá)89%左右；硫化氫進(jìn)口濃度從0.10～0.51 mg/m3降到未檢出-0.043mg/m3，去除效率能夠到達(dá)91%左右，非甲烷總烴和硫化氫排放濃度可以滿足相關(guān)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

橡膠企業(yè)在硫化生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的有機(jī)廢氣，因此，需要對廢氣進(jìn)行有效地處理，使其有效達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。臭氧氧化+堿液噴淋方式對廢氣的處理效果比較顯著，能夠使廢氣中的硫化氫以及非甲烷總烴等污染物進(jìn)行有效的去除，從而使其能夠達(dá)到相關(guān)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。對廢氣處理進(jìn)行研究具有重要的意義，因此，需要相關(guān)橡膠企業(yè)對其高度重視，降低有機(jī)廢氣對大氣環(huán)境的影響。