浸膠VOC 廢氣治理工程的設計與運行研究

吳 雨，吳 偉，宋婷婷

（浙江省環境工程有限公司，浙江 杭州 310012）

某橡膠生產加工企業，在對纖維織物進行做浸膠、烘干處理的過程中，會釋放出較多的VOC 廢氣，如果對這些VOC 廢氣缺乏有效的治理方式，任憑其排放到空氣之中，必然會對環境造成較為惡劣的影響，同時也無法達到當前國家制定的相關廢氣排放標準。因此需結合該企業的實際生產情況，設計合適的VOC 廢氣治理方案。

1 橡膠生產過程中VOC 廢氣產生主要來源

對該橡膠生產加工企業的生產過程展開分析，其中VOC 廢氣產生主要集中于以下幾個環節：（1）生膠在高溫作用下，釋放出烷烴和烯烴衍生物。如當前較為常見的天然橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠等，當其處于高溫塑煉、高溫氧化反應之下，都可能發生分解產生部分含有較強毒性且易揮發的有機廢氣。（2）生產過程中所采用有機溶劑出現揮發，由此產生VOC 廢氣。另外，橡膠在進行生產的過程中常采用汽油作為生產的有機稀釋劑，這些稀釋劑自身在溫度、壓力等條件作用下，也會釋放出部分VOC 廢氣。（3）熱反應生成VOC 廢氣。在橡膠生產過程中，浸膠、烘干處理是十分重要的加工環節，但是在該環節中由于熱力作用，也使得其產生VOC 廢氣較多，因此該橡膠生產企業將VOC 廢氣治理主要集中于此環節之中，并設計出對應的VOC 廢氣治理方案。

2 浸膠VOC 廢氣治理工程設計

2.1 工程設計概況

該橡膠生產企業共有三條生產線，考慮到VOC 廢氣產生點主要在于浸膠、烘干處理環節，因此在設計VOC 廢氣處理點時，應盡可能使其靠近該加工環節，以便于及時對VOC 廢氣做出收集處理，同時通過管道收集其它加工生產環節產生的少來那個VOC 廢氣，利用風機輸送至該處理點做統一性處理。結合該橡膠生產企業的設備布局、用地情況來看，將VOC 廢氣治理塔置于屋頂有較高的可行性，不僅有效降低對地面面積的使用，同時在房屋承載能管理也能夠滿足VOC 廢氣治理塔。

2.2 浸膠VOC 廢氣治理工藝流程

生產中所產生廢氣在進入一級降溫塔處理前溫度約在130 ℃，經降溫處理后VOC 廢氣溫度通常下降40 ～50℃，同時能夠將廢氣中含有的一些雜質去除。然后將VOC 廢氣從洗滌塔的下部通入，采用廢氣吸收工藝，并在洗滌塔中噴淋吸收液。此時VOC 廢氣從下部向上流動，與噴淋液發生充分的接觸，能夠十分有效地吸收VOC 廢氣，使得凈化的效率得到提升。同時噴淋液在下落到塔底時，自動進入到塔底的循環液槽之中，可實現對噴淋液的回收利用，從而提升對噴淋液的利用效率，降低VOC 廢氣的治理成本。浸膠VOC 廢氣治理的工藝流程如圖1 所示。

圖1 浸膠VOC 廢氣治理工藝流程圖

2.3 浸膠VOC 廢氣治理工藝設計

對浸膠VOC 廢氣治理工藝做具體的研究，主要包括以下一些環節：

（1）生產廢氣收集。廢氣收集主要包括三條生產線浸膠VOC 廢氣，同時也包含前期生產環節產生的VOC廢氣，將其統一收集起來。整個過程為避免VOC 廢氣出現泄流，應使系統內部和外部環境保持負壓狀態，然后將收集完成后的廢氣統一輸送到一級降溫塔之中。

（2）一級降溫塔處理。一級降溫塔主要起到兩方面的作用：其一，降低浸膠VOC 廢氣的溫度；其二，通過其內部的噴淋系統將VOC 廢氣中包含的顆粒物、雜質等去除，為后期二級洗滌凈化處理做好準備。

（3）洗滌塔。洗滌塔屬于浸膠VOC 廢氣治理系統中的重要組成部分，其設計對最終的凈化質量影響較大。在設計中將洗滌塔設計為圓形湍球吸收塔，并使其內部的填料處于流化狀態，以此種設計方式，不僅有助于提升凈化的效率，而且有助于提升洗滌塔的使用壽命。對洗滌塔的結構進行細分，其主要包括噴淋層、填料層、進風口、出風口、循環槽等。

（4）廢氣排出系統。VOC 廢氣在經過前期處理之后，設置廢氣濃度自動檢測裝置，在各項指標達到環保要求之后，將廢氣通過高煙囪排出；如果經檢測未達到要求，廢氣需再次回收進行重復性處理，直到達到標準為止。

（5）離心風機。為了有效收集各生產產線的浸膠VOC 廢氣和其它環節的廢氣，在系統中設置離心風機，并通過變頻裝置根據收集VOC 廢氣量來做出轉速調整，達到節能降耗，提升工作效率的作用。

（6）自動噴淋系統設計。在該浸膠VOC 廢氣治理系統中，主要采用的是VOC 廢氣吸收處理技術，自動噴淋系統是保證吸收劑不斷循環的關鍵。自動噴淋系統的動力由循環泵提供，經內部設置管道實現循環，為保證噴淋的均勻性，對噴嘴做特殊設置。在控制方面，自動噴淋系統循環泵與離心風機實現聯動，為避免噴淋中產生油污損壞循環泵，在循環泵前裝設過濾裝置，對進入循環泵的吸收劑進行過濾，并定期拆卸該過濾裝置進行清洗或更換。

（7）冷卻系統、排放系統、補給系統。一級降溫塔和洗滌塔運行過程中都存在著熱量上的交換，為達到較好的冷卻降溫效果，在系統中設置有水式冷凝系統，將吸收劑通過管道輸入該系統中完成冷卻。排放系統和補給系統主要是基于吸收劑在工作一段時間后，其對VOC廢氣的吸收效率將會出現降低，此時需要將系統中達到飽和狀態的吸收劑排出，并對其做回收處理，同時向系統中注入新的吸收劑，以保證系統將會VOC 廢氣的效果。

3 浸膠VOC 廢氣治理系統的運行

該橡膠廠浸膠VOC 廢氣治理系統在運行的過程中，所需投入的費用主要分為以下幾個部分：設備運轉電費、吸收劑費用、人工費、設備維護保養費用。

（1）設備運轉電費主要包括噴淋循環水泵2 臺（一級降溫塔和洗滌塔）、離心風機、增壓水泵、冷卻水泵、噴淋水泵等生的電費產對這些設備的使用功率做粗略估算，在正常運轉工作情況下，總耗電量在62kW/h，按照工廠用電每度0.6 元，每天平均運行時間10h 進行計算，每天需要耗費電費約372 元。

（2）吸收劑費用為每次進行更換時產生的消耗，經實際運行來看，大約5d 時間進行一次更換，每次更換吸收劑量為20m3，每立方米水按照3 元計價，則系統每運行5d 時間需要費用為30 元，平均每天需要水費在6 元左右。

（3）人工費用主要為工作人員的薪酬。為確保該系統運行的安全性，該橡膠廠安排1 名工作人員對系統進行維護，薪酬每月4500 元，每天所需費用150 元。

（4）設備維護保養費。設備在運行的過程中出現故障，如閥門損壞、水泵故障等，在這方面投入費用每年在5 萬元左右。

由此可以看出浸膠VOC 廢氣治理工程在運行的過程中，每年所需花費（按每年330 天計算）電費122760元、吸收劑費用1980 元、人工費用54000 元、設備維護保養費50000 元，因此每年運行費用為228740 元。

4 浸膠VOC 廢氣治理系統的運行效果

當浸膠VOC 廢氣治理系統處于正常工作狀態時，對浸膠VOC 廢氣進入流量總量和各成分含量進行檢測，然后通過該系統之后，在出口位置再次對廢氣總量和各成分含量做出檢測，檢測結果如表1 所示。從表中的數據結果來看，該系統VOC 的實際去除率達到82.6%，達到當地市環保局的廢棄排放標準80%以上。通過對該系統的運用，在很大程度上降低對周邊環境造成的污染。

表1 進出系統VOC 氣體含量 單位：mg/m3

5 結束語

綜上所述，噴淋吸收法是一種較為有效的處理浸膠VOC 廢氣方法，該方法不僅具有較小的投資建設成本，而且后期的運行費用相對較低，系統運行維護相對簡單，所治理的效果也較好，由此可見采用該方法進行浸膠VOC 廢氣治理有著較高的推廣應用價值。