橡膠工業(yè)VOCs廢氣處理方案

 

1.橡膠工業(yè)VOCs

 

橡膠廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶和電纜等產(chǎn)品，是我******民經(jīng)濟的重要根底產(chǎn)業(yè)之一。可是，煉膠進程中如纖維織物浸膠、烘干、壓延和硫化都會產(chǎn)生VOCs，此外，在配料和寄存時，樹脂、溶劑及其他揮發(fā)性有機物也會產(chǎn)生有機廢氣。橡膠工業(yè)產(chǎn)生的廢氣排放量***，污染成分雜亂，非甲烷總烴含量高，惡臭成分會對周邊環(huán)境成嚴(yán)峻污染。***氣環(huán)境的改善火燒眉毛，總量減排勢在必行。

 

2.橡膠工業(yè)VOCs處理技術(shù)

 

橡膠工業(yè)產(chǎn)生廢氣的***要來源包含密煉、硫化以及壓延等進程，不同工藝車間產(chǎn)生的廢氣成分及濃度也存在一定的差異。

 

現(xiàn)在，橡膠工業(yè)VOCs的處理辦法包含低溫等離子技術(shù)、吸附-收回技術(shù)、冷凝-除霧-催化氧化法、熱氧化技術(shù)、沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-RTO協(xié)同技術(shù)以及低溫等離子體-光催化協(xié)同技術(shù)等。

 

2.1低溫等離子技術(shù)

 

低溫等離子技術(shù)通過電離產(chǎn)生的活性粒子和廢氣中的污染物產(chǎn)生作用，以到達分化污染物的意圖。趙忠林等以甲苯等代表性有機廢氣為研討對象，發(fā)現(xiàn)在凈化300min時，凈化率均到達90%。吳蕭等則通過介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體技術(shù)處理VOCs，降解率可達99%，降解作用還與電壓和氣速有關(guān)，假如氣速從300L/h下降到100L/h，則降解率從78%進步到97%。

 

雖然低溫等離子體技術(shù)具有******的功能，被認(rèn)為是處理VOCs的有效辦法，可是其一般只適用于***風(fēng)量、低濃度的有機廢氣處理，對高濃度有機廢氣的處理作用并不理想。

 

2.2吸附收回法

 

吸附收回法是運用活性炭吸附廢氣中的有機物，其原理是當(dāng)有機廢氣的吸附量到達飽滿，運用水蒸汽進行脫附冷凝，以到達收回部分有機物的意圖。現(xiàn)在，依據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，常用的活性炭***要分為顆粒活性炭和活性炭纖維，因為活性炭纖維具有十分高的比表面積和孔隙率，因而活性炭纖維吸附作用遠(yuǎn)高于顆粒活性炭。球形活性炭上VOC分子的氣體飽滿吸附容量越***，吸附質(zhì)所需脫附時刻越長，不同VOC分子的氣體收回難易還與活性炭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、VOC分子本身物性和化性相關(guān)。此外，吸贊同收回時的溫度、氣體濃度和氣體體積流率都對收回功率有比較***的影響，而且水蒸汽法要比熱空氣法脫附的作用***。不過，橡膠的VOCs中環(huán)己烷沸點較低，單一的吸附收回法無法收回環(huán)己烷，因而暫未發(fā)現(xiàn)單一活性炭吸附法在橡膠VOCs處理方面的成功案例。

 

2.3熱氧化法

 

依據(jù)燃燒溫度和輔佐介質(zhì)的不同，熱氧化法***要分為蓄熱式燃燒法（RTO）和催化燃燒法（RCO），其***要原理是通過直接燃燒或添加催化劑進行燃燒，將有機廢氣氧化分化為CO2和H2O。

 

2.3.1蓄熱式燃燒法。

 

蓄熱式燃燒法（RTO）***要是將有機廢氣加熱到不低于760℃，使其氧化分化為二氧化碳和水，一起將產(chǎn)生的熱量存儲于蓄熱體，使蓄熱體升溫“蓄熱”，而這些蓄積的熱量可用于后續(xù)有機廢氣的預(yù)熱，然后節(jié)省廢氣升溫進程的燃料耗費，其間應(yīng)控制廢氣中有機物的爆破下限在25%以內(nèi)。RTO處理法根本能夠把非甲烷總烴轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。可是，依據(jù)防火標(biāo)準(zhǔn)要求，此辦法需求的安全距離較***，在高溫環(huán)境中，可能會產(chǎn)生氮氧化物等二次污染，需求嚴(yán)格控制反應(yīng)條件。當(dāng)處理廢氣濃度較低時，燃料耗費較***，導(dǎo)致運轉(zhuǎn)費用較高。

 

2.3.2催化氧化燃燒法。

 

催化氧化燃燒法***要使用于VOCs濃度廢氣變化***且濃度高的工況，它***要是運用催化劑（溫度保持在250～500℃）使VOCs中的非甲烷總烴等有害物產(chǎn)生氧化反應(yīng)，生成水和二氧化碳等無害物質(zhì)，一起產(chǎn)生很多熱量。這些熱量能夠用來預(yù)熱反應(yīng)器進口的廢氣，然后完成熱量重復(fù)運用，下降能耗本錢。當(dāng)廢氣含有能夠引起催化劑中毒的硫、鹵素有機化合物時，不宜選用催化燃燒法，因而是否運用催化氧化燃燒法，人們需求考慮廢氣***要成分。

 

2.4冷凝-除霧-催化氧化法

 

橡膠工業(yè)產(chǎn)生的VOCs具有排放量***、污染物濃度的***色，廢氣中一般含環(huán)己烷等有機廢氣，運用傳統(tǒng)單一的吸附收回法無法高效處理環(huán)己烷。選用冷凝-除霧-催化氧化法處理橡膠生產(chǎn)進程中產(chǎn)生的尾氣，冷凝技術(shù)運用氣態(tài)污染物具有不同的飽滿蒸氣壓，通過下降溫度或加***壓力，使VOCs冷凝從氣體中分離出來，再借助不同的冷凝溫度完成污染物的逐步分離。通過處理排放的廢氣，其非甲烷總烴濃度***也僅有16.25mg/m3，甚至未檢出，遠(yuǎn)低于***家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，總烴處理功率到達99.7%。

 

該辦法可完成有機溶劑的收回，一起可處理多種混合成分的有機廢氣，適用于高濃度的廢氣處理。沸點較低的物質(zhì)不適用這種辦法，當(dāng)廢氣濃度較低時，處理作用不***。

 

2.5沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-RTO協(xié)同技術(shù)

 

橡膠工業(yè)VOCs廢氣成分雜亂，在實踐工況使用中，僅靠單一的處理技術(shù)往往難以到達有機廢氣處理的要求。現(xiàn)在，越來越多的VOCs處理計劃開端采納多技術(shù)協(xié)同處理工藝，不僅能夠滿意廢氣處理排放要求，還能夠下降廢氣處理設(shè)備的運轉(zhuǎn)費用。

 

例如，當(dāng)處理***風(fēng)量、低濃度、低溫度的有機廢氣時，直接燃燒會耗費很多燃料，將***幅添加設(shè)備運轉(zhuǎn)本錢，這時可選用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+RTO協(xié)同技術(shù)。橡膠有機廢氣先通過沸石濃縮轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)被吸附，轉(zhuǎn)輪每小時持續(xù)以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，一起將吸附的VOCs傳送至脫附區(qū)，脫附后的沸石轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)至吸附區(qū)，持續(xù)吸附VOCs，脫附后的高濃度小風(fēng)量有機廢氣送至RTO燃燒爐中，燃燒后轉(zhuǎn)化成二氧化碳及水蒸氣排放至***氣中。這樣******減少了后續(xù)燃燒的氣流量和RTO設(shè)備的體積，添加了單位時刻內(nèi)VOCs本身的燃燒熱量。與相同條件下運用的單一蓄熱式燃燒體系比較，沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-RTO協(xié)同技術(shù)具有占地少、易操作、能耗低一級***色，極***地下降了設(shè)備出資和運轉(zhuǎn)費用。

 

選用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-RTO協(xié)同技術(shù)處理家具行業(yè)VOCs，發(fā)現(xiàn)去除功率可到達93%。研討發(fā)現(xiàn)，在汽車工業(yè)中，假如沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-RTO協(xié)同技術(shù)合作安裝余熱收回體系，該技術(shù)的使用本錢將會******下降。

 

這些辦法對VOCs的削減作用較***，可是臭氣處理功率不高，凈化進程中耗能很高，碳排放量較***，許多企業(yè)反映不實用。

 

2.6低溫等離子體-光催化協(xié)同技術(shù)

 

低溫等離子體-光催化協(xié)同技術(shù)運用放電反應(yīng)產(chǎn)生的活性粒子（如高能電子等）與目標(biāo)分子產(chǎn)生一系列的裂解、激化，使有害的VOCs在臭氧和氧等離子體協(xié)同催化劑的催化作用下轉(zhuǎn)化成CO2、H2O等無害物質(zhì)。選用Ag/γ-Al2O3催化劑協(xié)同低溫等離子技術(shù)催化降解苯，在參加一定量的Ag/γ-Al2O3催化劑后，苯的降解率由單一等離子技術(shù)降解時的65%進步到95%，協(xié)同作用明顯。將納米TiO2負(fù)載于γ-Al2O3載體，研討低溫等離子協(xié)同催化劑降解甲苯的功率，發(fā)現(xiàn)負(fù)載光催化劑能夠進步甲苯的降解率。

 

某橡膠輪胎廠硫化車間廢氣處理工程選用“前置預(yù)處理+低溫等離子+超微凈化+光化學(xué)反應(yīng)”工藝。廢氣處理量為60000m3/h，進氣濃度波動范圍為15～200mg/m3。經(jīng)處理后，廢氣排放濃度小于10mg/m3，徹底滿意《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/524—2014）的當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)排放要求。

 

因為橡膠工業(yè)廢氣本身的***色，低溫等離子-光催化協(xié)同技術(shù)在處理橡膠廢氣方面具有很強的歸納***勢。可是，鑒于***家尚未出臺相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)在選用此工藝時需求結(jié)合本身現(xiàn)狀，以實踐工況為根底制定適宜的處理計劃。

 

3.結(jié)論

 

隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的逐步使用，新型VOCs處理技術(shù)將愈加老練。但是，我***VOCs處理起步較晚，***內(nèi)尚未構(gòu)成老練、統(tǒng)一的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)，各個企業(yè)的處理設(shè)備存在規(guī)劃不合理、不標(biāo)準(zhǔn)的問題，即使挑選了高效的處理技術(shù)，也未獲得預(yù)期的處理作用。

 

橡膠工業(yè)產(chǎn)生的廢氣種類雜亂，不同生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢氣組分及濃度差異較***。針對不同性質(zhì)的廢氣，企業(yè)需求選用不同的廢氣處理工藝。鑒于單一技術(shù)均存在一定的局限性，***立運用無法到達較***的處理作用，企業(yè)應(yīng)選用兩種或多種處理技術(shù)協(xié)同處理的辦法，這是橡膠工業(yè)VOCs處理的未來發(fā)展趨勢。例如，橡膠工業(yè)硫化車間廢氣可選用低溫等離子體-光催化協(xié)同技術(shù)進行處理，而橡膠工業(yè)密煉車間廢氣濃度相對較高，可選用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-RTO協(xié)同技術(shù)進行處理。只需依據(jù)實踐工況，合理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃，企業(yè)均能獲得較***的處理作用。因而，新建或改造VOCs處理設(shè)備時，企業(yè)還應(yīng)依據(jù)VOCs廢氣排放工況和生產(chǎn)工況等，挑選合理的處理技術(shù)。