中小型橡膠企業(yè)生產(chǎn)工藝廢氣治理技術探討

李小健 徐家棟 莫晨劍 吳求生

摘要：中小型橡膠企業(yè)生產(chǎn)裝備水平較低，煉膠和硫化廢氣產(chǎn)生量大，濃度低，且主要為非可燃性成分。針對中小型橡膠企業(yè)的生產(chǎn)廢氣治理，建議先從源頭控制，提高煉膠裝備先進性，優(yōu)先采用自動稱量、自動配料、自動進料、自動出料的密閉自動煉膠裝置。其次，對各個產(chǎn)生廢氣的環(huán)節(jié)加強廢氣的收集和預處理，對配料和密煉工序的廢氣通過除塵設施進行預處理。最后，針對中小型橡膠企業(yè)，煉膠廢氣優(yōu)先采用直接低濃氧化+吸附工藝串聯(lián)工藝進行處理。針對規(guī)上企業(yè)，可以適當考慮采用“吸附濃縮+脫附/燃燒”工藝。

關鍵詞：橡膠企業(yè);煉膠廢氣;預處理;低濃氧化/吸附

中圖分類號：X783.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）05-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.057

Discussion of the treating technology of the exhaust gas from traditional small and medium-sized rubber product factories

Li Xiaojian，Xu Jiadong，Mo Chenjian，Wu Qiusheng

（The Engineering Technology Center of Pollution Control in Taizhou，Taizhou Zhejiang 318000，China）

Abstract：The traditional small and medium-sized rubber product factories always equip with paint spraying apparatus at a low level. The exhaust gas shows low concentration in a large air volume，and the major constituent is not combustible.In order to treat such exhaust gas in high efficient， it is suggested that advances apparatus should be employed.And automated rubber mixing facilities with automated weighing，mixing and charging functions are strongly recommended.Secondly，exhausting gas from internal mixer production process should be pre-treated by clothe bag dustbuster.Considering the cost， to most small and medium-sized rubber product factories，the process of oxidation+adsorption is their first choice.To some large-sized rubber product factories，the process of “adsorption concentration + desorption /combustion” is also acceptable.

Key words：Rubber product factories;The rubber mixing exhaust gas;Pre-treatment;Oxidation/adsorption

橡膠制品指以天然及合成橡膠為原料生產(chǎn)的各種橡膠制品，還包括利用廢橡膠再生產(chǎn)的橡膠制品。典型的橡膠制品包括三角帶、密封圈、輪胎、輸送帶、汽車V帶、各類交通設施（如減速帶、路錐）等。浙江臺州是重要的橡膠生產(chǎn)基地，如臺州市三門縣的三角帶、輸送帶、汽車V帶分別占全國產(chǎn)量的35%、20%、15%以上。橡膠產(chǎn)業(yè)在當?shù)匾呀?jīng)形成了一定的集聚效應，主要分布在三門和天臺兩縣。其中，珠岙鎮(zhèn)又是三門縣的橡膠重鎮(zhèn)，三門90%以上的橡膠企業(yè)分布在珠岙鎮(zhèn)的省道沿線;而天臺縣的橡膠企業(yè)基本集中在洪籌鎮(zhèn)和三合鎮(zhèn)的洪三工業(yè)園區(qū)內。產(chǎn)業(yè)的聚集，可以給產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了極大的便利之處，如提供足夠的人才流動性、打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，降低企業(yè)生產(chǎn)成本等。同時，橡膠產(chǎn)業(yè)的集聚，也使得橡膠行業(yè)的環(huán)保問題，尤其是廢氣問題更加突出。中小型橡膠企業(yè)規(guī)模小，資金和技術有限，使用的原料往往是質量較差的再生膠，生產(chǎn)的產(chǎn)品往往為較低端的各類交通設施，這就導致了相比其他做輸送帶、輪胎、汽車V帶等產(chǎn)品的橡膠企業(yè)，存在更為突出的廢氣問題。橡膠企業(yè)生產(chǎn)廢氣產(chǎn)生風量大，濃度低，存在一定的處理難度，給中小型橡膠企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展帶來一定挑戰(zhàn)。采用科學、合理又節(jié)約成本的治理技術，是中小型橡膠企業(yè)治理煉膠廢氣的重要方向。本文重點從裝備升級改造、廢氣集約化收集處理等方面，探討了傳統(tǒng)中小型橡膠企業(yè)的工藝廢氣的污染防治技術。

1 橡膠企業(yè)典型生產(chǎn)工藝和廢氣產(chǎn)生工序及設備

雖然橡膠產(chǎn)品種類繁多，但生產(chǎn)工藝基本類似。典型的橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)工藝基本包括配料、密煉、開煉、硫化成型。部分企業(yè)也涉及浸膠（涂膠）工藝。在橡膠企業(yè)生產(chǎn)過程中，上述工序均能產(chǎn)生廢氣。其中，配料工序產(chǎn)生的污染物主要為顆粒物;密煉工序產(chǎn)生的污染物主要為顆粒物、VOCs和惡臭;開煉和硫化工序產(chǎn)生的污染物主要為VOCs和惡臭。

2 橡膠生產(chǎn)廢氣特點

橡膠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣濃度較低，風量大[1]。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，部分橡膠生產(chǎn)工序中的產(chǎn)排污系數(shù)見表1。同時，由于煉膠和硫化往往在高溫下進行，因此廢氣的惡臭十分明顯，尤其是生產(chǎn)交通設施，硫化工藝產(chǎn)生的廢氣。

橡膠生產(chǎn)過程中的廢氣排放在硫化工序結束后的出模過程最為明顯，這主要由于在硫化過程中，產(chǎn)品被封閉在模具中。硫化結束后，模具打開，高溫硫化下產(chǎn)生的廢氣就會呈現(xiàn)無組織排放狀態(tài)。

3 廢氣的治理措施

3.1 源頭控制，裝備提升

中小型橡膠生產(chǎn)企業(yè)煉膠設備往往比較落后，從稱料、配料、投料、出料，往往是人工進行，從而導致了煉膠工序的粉塵無組織排放往往較嚴重。為了從源頭上減少煉膠工序的粉塵排放，鼓勵選用自動化程度高、密閉性強、廢氣產(chǎn)生量少的生產(chǎn)工藝和裝備。同時鼓勵企業(yè)選用自動稱量、自動配料、自動進料、自動出料的密閉自動煉膠裝置。

3.2 優(yōu)化生產(chǎn)工藝

企業(yè)通過改進工藝，往往可以做到減少廢氣的產(chǎn)生。橡膠行業(yè)中，鼓勵企業(yè)優(yōu)化煉膠配方，并通過各種添加劑，降低各工序操作溫度，從而降低VOCs的產(chǎn)生。同時，考慮到橡膠企業(yè)很大一部分污染源來自于硫化脫模風冷時產(chǎn)生的無組織廢氣，建議企業(yè)嘗試水冷工藝替代風冷工藝，減少廢氣的無組織排放。

3.3 強化廢氣收集

橡膠企業(yè)廢氣治理的一大難題是廢氣收集。建議橡膠企業(yè)從以下幾方面對生產(chǎn)過程中的廢氣進行分別收集處理。

（1）粉料拆包、配料、投料工序單間設置，在各粉塵產(chǎn)生點位安裝集氣罩局部抽風（三面圍擋、一面活動，設置風門控制），廢氣收集后集中處理。（2）密煉機單間設置，對密煉機進出料口進行密閉化處理，在進出料口設集氣罩局部抽風（三面圍擋、一面活動，設置風門控制），廢氣收集后集中處理。（3）在開煉機上方安裝集氣罩進行局部抽風（三面圍擋、一面活動，設置風門控制），廢氣收集后集中處理。（4）在硫化機群上方安裝大圍罩引風裝置（三面圍擋、一面活動，設置氣動風門控制，只在平板硫化機開啟出模時，閥門自動打開，進行廢氣收集），廢氣收集后集中處理。當該采用硫化罐時，硫化罐泄壓宜先抽負壓再常壓開蓋。

4 優(yōu)化廢氣處理

橡膠廢氣的處理方法的選擇應根據(jù)當?shù)氐膹U氣排放標準，經(jīng)濟承受能力，技術成熟度等方面進行確定。以浙江省地區(qū)為例，橡膠廢氣排放應執(zhí)行《橡膠制品工業(yè)污染物排放標準》（GB27632-2011）標準，惡臭污染物的排放標準參照執(zhí)行《惡臭污染物排放標準》（GB14554-1993）。

4.1 粉塵預處理

由于煉膠過程中會使用到炭黑、碳酸鈣、硫磺等物料，會使煉膠廢氣中有一定量的粉塵，如果不通過預處理去除粉塵，會影響后續(xù)的廢氣處理效果。一般實際應用中，布袋除塵器應用較多，除塵效率也有保障，能夠達到預處理效果。

4.2 直接低濃氧化或吸附工藝

橡膠生產(chǎn)產(chǎn)生的廢氣中，主要成分為非甲烷總烴、硫化氫、二硫化碳等，雖然濃度較低，但往往惡臭較明顯。企業(yè)往往采用直接低濃氧化廢氣處理工藝或吸附工藝為主。直接氧化處理的方法有光催化氧化、低溫等離子等方法[2，3，4]，但處理效果不穩(wěn)定，適合處理低濃有機廢氣，處理效率低于60%，但對廢氣中的惡臭有一定的去除效率。直接吸附處理就是采用活性炭等吸附介質對廢氣污染物進行吸附，待介質吸附飽和后，就需要拋棄更換吸附介質，會產(chǎn)生二次固廢污染。根據(jù)筆者對臺州市三門縣和天臺縣橡膠企業(yè)的實地調查，發(fā)現(xiàn)實際應用中，大部分企業(yè)往往采用了直接低濃氧化+吸附工藝串聯(lián)的組合方式對廢氣進行處理，即將光催化氧化、低溫等離子等設備后接活性炭吸附，設置兩級及以上的組合系統(tǒng)，從而達到強化處理效果的目的。

4.3 吸附濃縮-脫附焚燒

吸附濃縮后脫附焚燒處理工藝是首先對低濃有機廢氣采用吸附介質進行吸附濃縮，待吸附介質吸附到一定程度后，再采用熱氣流或改變壓力等方法進行脫附。脫附出來的高濃有機廢氣進行焚燒。該種廢氣處理工藝設備投資和后期運行成本較大，同時考慮到橡膠生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的廢氣中，可燃性氣體成分比例不高，因此在實際中幾乎沒有中小型橡膠企業(yè)進行應用，也不適合目前中小型橡膠企業(yè)的實際情況。故本文不再贅述。

5 總結與展望

中小型橡膠企業(yè)普遍存在裝備水平不高，經(jīng)濟可承受能力差的問題。這類企業(yè)廢氣的治理要對廢氣進行強化收集處理。廢氣處理優(yōu)先考慮使用“直接低濃氧化+吸附工藝串聯(lián)的組合方式”處理工藝。從長遠發(fā)展角度考慮，中小型橡膠企業(yè)解決環(huán)保問題的關鍵是企業(yè)的做強做大，通過生產(chǎn)高端、高附加值的橡膠制品來達到產(chǎn)品。同時，建議中小型橡膠企業(yè)抱團發(fā)展，比如若干家中小型橡膠企業(yè)聯(lián)合成立密煉中心，采用自動化、連續(xù)化、管道化的設備進行統(tǒng)一煉膠，從而減少煉膠產(chǎn)生的污染物排放。

參考文獻

[1]張楠，祁洪剛.橡膠制品環(huán)境影響評價要點綜述[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019（8）：137-138.

[2]李玲玲，辛國興.工程橡膠行業(yè)煉膠廢氣治理技術探究[J].環(huán)保節(jié)能與安全，2015（41）：129-130.

[3]侯淳.低溫等離子體+光氧化技術在煉膠廢氣治理中的應用[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2016（5）：121-124.

[4]吳波.橡膠制品硫化廢氣的收集及處理探討[J].綠色科技，2019，22：121-124.

收稿日期：2020-03-11

作者簡介：李小?。?988-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向為環(huán)保咨詢。