橡膠行業(yè)清潔生產(chǎn)方案的研究

林進(jìn)欽

（佛山市順德區(qū)節(jié)能協(xié)會(huì)，佛山 528300）

引言

廣東順德是全球知名的家電（空調(diào)、微波爐、咖啡機(jī)等）產(chǎn)品重要的生產(chǎn)基地。家電含有各種零部件，其中橡膠制品是其重要零部件之一，如電源線(xiàn)、密封件、導(dǎo)管等。但橡膠行業(yè)存在污染大、勞動(dòng)強(qiáng)度高等特點(diǎn)，被列入VOCs削減行動(dòng)計(jì)劃重點(diǎn)行業(yè)。通過(guò)對(duì)順德區(qū)內(nèi)10家橡膠企業(yè)清潔生產(chǎn)審核，分析橡膠企業(yè)存在的污染大、能耗高的問(wèn)題，提出一批切實(shí)可行的節(jié)能減排方案，提高橡膠企業(yè)的清潔生產(chǎn)水平。

1 審核對(duì)象

10家清潔生產(chǎn)審核的橡膠企業(yè)主要類(lèi)型有家用電器零配件企業(yè)、汽車(chē)零部件企業(yè)、其他橡膠零配件企業(yè)。具體分類(lèi)及數(shù)量見(jiàn)表1。

表1 10家橡膠企業(yè)分類(lèi)

2 節(jié)能減排潛力分析

通過(guò)對(duì)10家橡膠企業(yè)的用能設(shè)備，包括變壓器、空壓機(jī)、鍋爐、密煉機(jī)、開(kāi)煉機(jī)、硫化機(jī)、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、照明系統(tǒng)、中央空調(diào)、冷卻水系統(tǒng)等在用設(shè)備的數(shù)量、使用情況、能耗水平等資料進(jìn)行調(diào)查，從八個(gè)方面對(duì)企業(yè)現(xiàn)狀做出節(jié)能減排潛力分析[1]。

1）原輔材料和能源替代：進(jìn)入企業(yè)原輔材料種類(lèi)較多，橡膠原材料、穩(wěn)定劑、增塑劑和輔助材料的質(zhì)量直接關(guān)系著公司的各項(xiàng)指標(biāo)，是從源頭削減的重要環(huán)節(jié)，建議加強(qiáng)檢驗(yàn)，嚴(yán)格控制采購(gòu)的橡膠原材料和輔助材料的質(zhì)量。部分企業(yè)審核前使用柴油作為鍋爐燃料，由于現(xiàn)在環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，柴油鍋爐限制越來(lái)越高，為從源頭削減污染物排放，建議將柴油鍋爐改為天然氣鍋爐。

2）設(shè)備維護(hù)更新：企業(yè)原壓延出片冷卻機(jī)和開(kāi)煉機(jī)，生產(chǎn)效率低，工人工作強(qiáng)度大，建議更換新型壓延出片冷卻機(jī)和開(kāi)煉機(jī)，提高其自動(dòng)化程度，降低工人工作強(qiáng)度。企業(yè)的空壓機(jī)使用年限較長(zhǎng)，產(chǎn)氣效率低，能耗高，經(jīng)常出現(xiàn)故障，建議更換為新型空壓機(jī)。通過(guò)水平衡測(cè)試分析，企業(yè)二級(jí)用水單元與三級(jí)用水設(shè)備用水量數(shù)值進(jìn)行比較，相差3～5 %，部分水管存在漏水現(xiàn)象，特別是宿舍飯?zhí)糜盟h(huán)節(jié)，漏水率較高，建議修補(bǔ)漏水管道，更換節(jié)水器具。

3）過(guò)程控制：企業(yè)以往開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品或者試做試驗(yàn)料時(shí)，都是用量產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，造成大量原材料浪費(fèi)，同時(shí)影響公司正常生產(chǎn)。建議更換小型實(shí)驗(yàn)機(jī)供開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和試做試驗(yàn)料使用，提高實(shí)驗(yàn)效率，減少資源浪費(fèi)。

4）技術(shù)工藝改造：部分企業(yè)使用冷水槽對(duì)管類(lèi)配件進(jìn)行直接冷卻，耗電能極大，故障率頻發(fā)，維修費(fèi)極高。故建議對(duì)配練冷卻水供給系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。另外，傳統(tǒng)硫化工藝污染較大、耗能較多，建議改為輻照生產(chǎn)工藝，達(dá)到節(jié)能減排目的。

5）廢棄物：造膠車(chē)間內(nèi)配料時(shí)產(chǎn)生粉塵較大，污染嚴(yán)重，建議改造配料房，對(duì)配料產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行統(tǒng)一收集處理。壓延硫化廢氣只使用UV光解處理，處理效率低，無(wú)組織散發(fā)氣味大，對(duì)周邊居民影響大，建議對(duì)廢氣處理設(shè)施進(jìn)行升級(jí)改造。

6）員工：橡膠行業(yè)屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)，員工的素質(zhì)、操作水平對(duì)產(chǎn)品影響較大，如果不規(guī)范員工的操作，則會(huì)導(dǎo)致資源、能源浪費(fèi)。

7）管理制度：企業(yè)缺乏有效節(jié)能減排獎(jiǎng)勵(lì)制度，沒(méi)有落實(shí)相關(guān)的獎(jiǎng)罰措施，建議加強(qiáng)管理制度，鼓勵(lì)員工積極工作；由于公司全廠用能設(shè)備較多，建議建立制定計(jì)量?jī)x表檢定計(jì)劃，完善計(jì)量?jī)x表配置，確保計(jì)量設(shè)備的準(zhǔn)確性，減少誤差產(chǎn)生的損失[1]。

8）產(chǎn)品：部分家電產(chǎn)品和電源線(xiàn)出口歐洲、非洲、美洲等地區(qū)，每批次產(chǎn)品需委托專(zhuān)業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行環(huán)保指標(biāo)檢測(cè)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)造成較大波動(dòng)，建議增加一臺(tái)RoHS環(huán)保檢測(cè)儀，有助于內(nèi)部掌握產(chǎn)品和原輔材料性能情況。

3 清潔生產(chǎn)方案分析

針對(duì)橡膠企業(yè)存在的生產(chǎn)落后、污染大、能耗高原因，實(shí)施了一批清潔生產(chǎn)方案。從10家橡膠企業(yè)清潔生產(chǎn)審核實(shí)施的方案中，對(duì)具有推廣價(jià)值的10個(gè)清潔生產(chǎn)方案進(jìn)行重點(diǎn)介紹。

1）開(kāi)煉機(jī)自動(dòng)翻料改造

原開(kāi)煉機(jī)為使膠料中的各種填充劑分散均勻，需要人工對(duì)膠料進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，即將膠料從輥筒的一端輸送到輥筒的另一端，并投入壓片機(jī)輥隙中，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大，現(xiàn)計(jì)劃引入自動(dòng)翻料機(jī)，可以自動(dòng)化完成上述操作，大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

翻料裝置是由牽引輥、壓輥、擺動(dòng)裝置、氣缸、傳動(dòng)部分組成。翻膠裝置配套安裝在開(kāi)煉機(jī)上，以機(jī)械翻膠代替人工割膠、打三角包和翻膠等操作，使壓片機(jī)翻膠操作機(jī)械化，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。原來(lái)操作需要兩人操作翻膠，方案改造后，只需1人操作機(jī)械就可，大大提升工作效率。

2）壓延出片冷卻自動(dòng)化改造

造膠車(chē)間膠片是采用水冷涂隔離劑工藝進(jìn)行生產(chǎn)，由于水冷工藝使膠料中容易藏水，不能完全干燥，導(dǎo)致材料電氣性能不穩(wěn)定。計(jì)劃購(gòu)買(mǎi)密閉式涂粉裝置和輸送疊片裝置，采用風(fēng)冷方式，提高干燥效果，另外對(duì)二輥壓延機(jī)進(jìn)行更新?lián)Q代。

新密閉式涂粉裝置和輸送疊片裝置，使膠片出片風(fēng)冷后表面使用普通滑石粉進(jìn)行涂粉，膠料不接觸水，保證膠料絕緣性能不被破壞。輸送疊片裝置（八輥冷卻輔機(jī)）適用橡膠、PE、EVA板等原材料冷卻截?cái)?，冷卻滾筒筒體材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)，調(diào)速采用變頻電機(jī)加變頻調(diào)速器調(diào)速，使之尺寸符合油壓機(jī)模具尺寸。具有五輪式，皮帶動(dòng)、無(wú)毛刷輪特點(diǎn)。

改造后壓延出片采用風(fēng)冷涂粉工藝，生產(chǎn)不需采用穩(wěn)定劑，只需使用普通滑石粉就可以，每年可節(jié)約原材料7.5萬(wàn)元。使用風(fēng)冷后，減少循環(huán)冷卻水用量，預(yù)計(jì)年減少用水4 200 t。

3）橡膠生產(chǎn)試驗(yàn)改造

企業(yè)以往開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品或者試做試驗(yàn)料時(shí)，都是用量產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這一方面造成大量原材料浪費(fèi)，另一方面影響公司正常生產(chǎn)。故建議可購(gòu)買(mǎi)小型實(shí)驗(yàn)機(jī)（8寸小型開(kāi)煉機(jī)和5 L密煉機(jī)）供開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和試做試驗(yàn)料使用，提高實(shí)驗(yàn)效率，減少資源浪費(fèi)。

8寸小型開(kāi)煉機(jī)采用專(zhuān)用加熱模具，滾筒表面溫度均勻，試料厚薄可調(diào)和，附機(jī)臺(tái)安全保護(hù)裝置，輕巧好用，以此將原料和配合劑混合均勻，并且達(dá)到所要求的顏色和質(zhì)量，可做工廠大量生產(chǎn)前的資料參考。5 L密煉機(jī)其混合槽為可傾倒式，此密封式混合槽除可確?；旌衔锲吠?，并可防止環(huán)境污染；機(jī)器堅(jiān)固耐用，故障率低，安裝操作保養(yǎng)容易，用電節(jié)省可自動(dòng)控制溫度和時(shí)間系統(tǒng)，操作精確簡(jiǎn)便，適用于工廠驗(yàn)收供貨商原材料的物性、同類(lèi)產(chǎn)品的比較、大專(zhuān)院校研發(fā)部門(mén)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品之用。

方案改造后，每年為公司可節(jié)約原材料費(fèi)用約20萬(wàn)元。

4）配練冷卻水供給系統(tǒng)改造

部分企業(yè)使用冷水槽對(duì)管類(lèi)配件進(jìn)行直接冷卻，冷水槽的水通過(guò)冷凍機(jī)進(jìn)行冷卻。配練冷卻水供給系統(tǒng)使用年限較長(zhǎng)，耗電極大，故障率頻發(fā)，維修費(fèi)極高。故本著節(jié)能降耗的目的，建議對(duì)配練冷卻水供給系統(tǒng)進(jìn)行改造。

將原有冷凍機(jī)制冷式供給系統(tǒng)管道和儲(chǔ)水罐部位拆卸，更換安裝成為冷卻水塔制冷式供給系統(tǒng)。生產(chǎn)運(yùn)行條件均為30±5 ℃。方案改造后，可有效節(jié)約冷凍機(jī)組用電26.48萬(wàn)千瓦時(shí)/年。

5）壓延廢氣處理設(shè)施升級(jí)改造

原壓延有機(jī)廢氣治理設(shè)施為1套“光催化氧化”廢氣處理系統(tǒng)，為使廢氣更有效達(dá)標(biāo)排放，建議對(duì)原有廢氣治理設(shè)施升級(jí)，新的廢氣處理設(shè)施為“堿液噴淋+廢氣預(yù)處理除霧過(guò)濾+等離子UV一體機(jī)+活性炭吸附箱”。

方形旋流廢氣噴淋洗滌塔：采用填料水霧旋轉(zhuǎn)對(duì)廢氣進(jìn)行凈化，適合連續(xù)和間歇排放廢氣的治理，工藝簡(jiǎn)單，管理、操作及維修相當(dāng)方便簡(jiǎn)潔，適用范圍廣泛，可同時(shí)凈化多種污染物、壓降較低、且具有良好的除霧性能。

等離子UV一體機(jī)：本產(chǎn)品整合等離子和UV光解的特點(diǎn)，配套4組不銹鋼蜂窩電場(chǎng)，2組1 000 W高頻電源，32組UV光解發(fā)生器、4組二氧化鈦光觸媒。利用UV紫外線(xiàn)光束照射惡臭氣體，使高分子惡臭化合物分子鏈降解轉(zhuǎn)變低分子化合物等。再利用脈沖高壓高頻等離子體電源和齒板放電裝置，對(duì)有害廢氣分子進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，將廢氣中的大部分污染物降解成二氧化碳和水及易處理的物質(zhì)。

6）增加RoHS指令檢測(cè)能力

由于公司產(chǎn)品大部分出口歐洲、非洲、美洲等地區(qū)，故需滿(mǎn)足相關(guān)地區(qū)的產(chǎn)品環(huán)保要求，同時(shí)為了加強(qiáng)原輔材料性能和指標(biāo)檢定，建議購(gòu)置一臺(tái)RoHS環(huán)保檢測(cè)儀，用于對(duì)原輔材料和產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)檢測(cè)，有助于產(chǎn)品研發(fā)和檢驗(yàn)，同時(shí)提高公司產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

RoHS環(huán)保檢測(cè)儀具有準(zhǔn)確、快速、無(wú)損等優(yōu)點(diǎn)。準(zhǔn)確：可以和濕化學(xué)方法媲美；快速：分析一個(gè)樣品中的幾十個(gè)元素只需幾分鐘。無(wú)損：對(duì)被分析的樣品可以無(wú)任何物理和化學(xué)破壞。

7）造膠車(chē)間配料房改造

造膠車(chē)間是一個(gè)化工原料生產(chǎn)車(chē)間，車(chē)間內(nèi)使用碳黑、滑石粉、碳酸鈣、氧化鎂等化工材料，配料時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多粉塵，而且并沒(méi)有粉塵收集處理設(shè)施，對(duì)整個(gè)車(chē)間會(huì)產(chǎn)生較大污染。為減少粉塵對(duì)車(chē)間的污染，計(jì)劃對(duì)配料房進(jìn)行重新場(chǎng)地規(guī)劃。

將原來(lái)車(chē)間內(nèi)配料改為單獨(dú)配料房配料，將原烤房區(qū)域拆除，原地改建3個(gè)區(qū)域：A、配碳黑區(qū)域；B、TAIC油放置區(qū)域；C、配小料區(qū)域。每個(gè)區(qū)域配置集氣罩和布袋除塵器進(jìn)行除塵處理，有效減少方案改造前設(shè)備旁就地配料導(dǎo)致的粉塵飛散的情況出現(xiàn)。

8） 傳統(tǒng)硫化改為輻照生產(chǎn)工藝

對(duì)于電源線(xiàn)、電纜線(xiàn)，普通化學(xué)交聯(lián)電纜（硫化）必須于接近結(jié)晶熔點(diǎn)附近溫度下，過(guò)氧化物分解，產(chǎn)生自由基引發(fā)聚合物發(fā)生交聯(lián)，體系處于熔態(tài)，是均勻交聯(lián)，易發(fā)生變形，而且污染較大。輻射電纜反應(yīng)沒(méi)有過(guò)氧化物，避免了過(guò)氧化物裂解產(chǎn)物（與食物接觸是有害的）的污染。輻射電纜是在室溫發(fā)生，材料無(wú)須加熱，交聯(lián)度依賴(lài)于輻照劑量，即使有溫升也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于結(jié)晶熔點(diǎn)，交聯(lián)主要發(fā)生在非晶區(qū)，具有良好的尺寸穩(wěn)定性。同時(shí)輻射電纜由于不含過(guò)氧化物，它可以更容易和更快地?cái)D出或注塑，提高表面質(zhì)量；材料純凈，更無(wú)過(guò)氧化物殘留和污染[2]。

把硫化生產(chǎn)工藝改造成輻照生產(chǎn)工藝，大大減少天然氣使用，年節(jié)省天然氣用量約12萬(wàn)立方米。

9）柴油鍋爐改為天然氣鍋爐

燃?xì)忮仩t，是目前政府推薦的鍋爐。天然氣作燃料，其具有煙塵少、無(wú)炭渣、熱值高，操作使用方便的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)鍋爐及相關(guān)配件沒(méi)有損壞，鍋爐使用壽命更長(zhǎng)。改造后，每燃燒1 000 m3天然氣比改造前燃燒1 t柴油可減少SO2排放2.24 kg、減少煙塵排放0.17 kg、減少NOX排放1.16 kg[3]，節(jié)能減排效果明顯。

10）舊式空壓機(jī)更換為永磁變頻螺桿空壓機(jī)

企業(yè)目前使用的空壓機(jī)為工頻或變頻空壓機(jī)，使用年限較長(zhǎng)，性能較差，產(chǎn)氣效率低，耗能較大，經(jīng)常出現(xiàn)故障，故建議更換為永磁變頻螺桿空壓機(jī)。永磁電機(jī)與壓縮機(jī)主機(jī)采用內(nèi)嵌式一體軸直連結(jié)構(gòu)，運(yùn)行更穩(wěn)定，沒(méi)有電機(jī)軸承，消除電機(jī)軸承故障點(diǎn)。低轉(zhuǎn)速，高效率。改造后空壓機(jī)為1級(jí)能效，比普通國(guó)家2級(jí)能效的空壓機(jī)節(jié)能18～23 %，比普通國(guó)家3級(jí)能效節(jié)能27～32 %，節(jié)能效果明顯。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)10家橡膠企業(yè)清潔生產(chǎn)審核實(shí)施的節(jié)能減排潛力分析，介紹了橡膠企業(yè)通用的能耗高、污染大的環(huán)節(jié)，從實(shí)施的清潔生產(chǎn)方案中重點(diǎn)介紹了10個(gè)值得推廣的節(jié)能減排方案，為橡膠企業(yè)向節(jié)能環(huán)保型企業(yè)發(fā)展提供參考經(jīng)驗(yàn)。