中小型橡膠企業生產工藝廢氣治理探討

河北聰卓環保科技有限公司 韓靜

現階段來看，我國橡膠產業發展規模不斷擴大，無論是輪胎、傳送帶、日用品等橡膠制品，都已經成了我們日常生產生活中的必備品，這也使得我國中小型橡膠企業獲得了更為廣闊的發展空間。但是在橡膠生產過程中，往往會產生粉塵、煉膠煙氣、硫化煙氣等多種廢氣，這些廢氣一旦進入到外界環境中，會對生態環境產生較為嚴重的負面影響，同時也威脅到人們的身體健康，容易導致多種呼吸道疾病發生。因此，中小型橡膠企業在日常生產時，應該注意對生產工藝及廢氣治理技術進行不斷優化，從而更好地促進企業及行業可持續發展。

一、中小型橡膠企業生產廢氣特點分析

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

橡膠生產過程中產生的廢氣濃度較低，風量大[1]。根據《橡膠制品生產過程中有機廢氣的排放系數》及美國橡膠制造者協會（RMA）對橡膠制品生產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確定。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，尤其硫化工藝產生的廢氣，橡膠生產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，產品被封閉在模具中。硫化結束后，模具打開，高溫硫化下產生的廢氣就會呈現無組織排放狀態。因此在開展廢氣治理工作時，應該以此環節作為治理重點，這樣才能使有機廢氣治理得到有效控制。

二、橡膠企業生產工藝廢氣控制技術分析

（一）吸附法

目前來看，我國橡膠企業在生產時，已經意識到廢氣控制的重要性，并且應用針對性的技術體系對生產過程中產生的有機廢氣進行管控，其中，吸附法應用最為廣泛。吸附法是一種可以有效處理低濃度可揮發性有機化合物的廢氣處理技術，在實際應用過程中取得了較為理想的效果，主要技術原理為利用吸附劑對其中的VOCs進行吸附，從而達到凈化氣體的效果，最后再將廢氣排放到大氣環境中，這樣可以有效降低有機廢氣對周圍生態環境的負面影響程度[2]。目前，我國最常應用的吸附劑主要包括蜂窩活性炭、活性炭纖維、硅膠等幾種，綜合來看，活性炭的吸附凈化效果最為理想，因此其在行業內較受歡迎。

（二）氧化法

氧化法也是當前我國橡膠工業生產中經常應用到的廢氣處理技術之一，可以按照作用方式將氧化法分為直接燃燒與催化燃燒兩種作用形式，其作用原理主要是利用高溫氧化及熱分解來直接氧化廢氣中的VOCs，如果周圍環境溫度足夠高，并且空氣過量，則氧化法的應用可以實現完全燃燒，降解效率可以達到99%。而對于催化燃燒法來說，需要有催化劑對其進行輔助，在催化劑的作用之下，可以氧化有機廢氣中的碳氫化合物，從而生成H2O與CO2，這一反應過程對環境溫度要求不高，可以在較低的溫度條件下實現反應，進而達到治理廢氣的效果[3]。但是對于此種方法來說，在實際應用過程中因為受到S、Cl等非VOCs物質的毒害影響，出現失活現象，導致催化效果不理想。因此，我國最近幾年在研究氧化法時，主要是對新型催化劑進行研發創新，從而避免今后在應用氧化法過程中，催化劑因為非VOCs物質而出現失活現象。

（三）吸收法

對于吸收法來說，在實際應用過程中，主要是利用VOCs的化學性質及物理性質來達到治理有機廢氣的目的。一般來說，在應用化學吸收劑或水與有機廢氣進行充分接觸之后，可以將其中可溶于該吸收液的VOCs從廢氣中抽離出來，使其進入到吸收液，形成廢氣治理的完整流程。吸收工藝通常采用填料塔、旋流板塔等設備，吸收法在實際應用過程中體現出設備結構簡單、易維護及成本造價低廉的特點。但與此同時，吸收法也存在一定缺陷，主要表現為吸收液容易吸收飽和，因此綜合處理效率較低，在考慮是否應用吸收法時，應該結合橡膠企業生產實際情況[4]。隨著現階段我國工業生產對環保要求越來越高，這也使得污染物排放量控制越來越嚴格，吸收法已經不是我國有機廢氣處理的主要手段，更多時候則是作為一種輔助處理方式。

（四）生物法

在運用生物法對橡膠企業生產工藝廢氣進行處理時，基本原理是先對溫度控制器中的廢氣進行加濕處理，然后通過生物濾床促使廢氣沿著斜向上方向均勻移動，這時通過吸附效應、擴散效應及平流效應等綜合作用，來促使活性生物中的微生物發生反應，從而實現生物降解。從當前我國生物降解法應用情況來看，主要優勢體現為成本較低、處理量龐大、不會產生二次污染等幾個方面。對于生物法來說，誕生時間不長，是在最近幾年我國生物工程領域快速發展的行業背景之下衍生出的一種廢氣處理技術，我國在此方面的研究較為有限，整體應用范圍也相對有限[5]。今后，我國應該進一步提升對生物降解法研究的重視程度，以當前生物科技技術為基礎，進行深入探索，從而促使生物法可以在今后我國橡膠企業生產工藝廢氣治理中廣泛應用，有利于我國中小型橡膠企業可持續健康發展。

（五）吸附濃縮——脫附焚燒

這種廢氣治理方法首先應用吸附介質來對低濃度有機廢氣進行吸附濃縮，當介質吸附到一定程度之后，再應用熱氣流等方法進行脫附，可以有效脫附出高濃度的有機廢氣。要及時焚燒脫附出來的高濃度有機廢氣，達到廢氣治理的效果。此種廢氣處理方法處理效果較為理想，但缺陷也較為明顯，主要表現為設備投資較大，并且需要有較高的資金成本投入來支撐后期運行，再加上現階段我國橡膠企業在日常生產產生的廢氣中，易燃性氣體成分所占比例不高，這也導致這種方法通常只在大型橡膠生產企業應用，而小型企業應用這種方法往往成本較高，很可能會出現投資與效益不成正比的情況。

三、中小型橡膠企業生產工藝廢氣治理措施分析

（一）引進先進設備

在橡膠生產中，工藝廢氣治理是必不可少的工作環節，尤其對現階段我國的中小型橡膠企業來說，規模較小，成本投入較小，很多企業煉膠設備落后，在當前以科技、人才為第一生產力的時代背景之下，如果企業煉膠設備較為落后，勢必會導致稱料、配料及投料等一系列環節品質明顯降低。當前我國很多中小型橡膠企業在開展上述環節工作時，還是以人工操作為主，這也使得煉膠工序的粉塵排放現象較為嚴重，并且呈現出無組織的排放狀態。因此，為了可以更好地從源頭減少煉膠工序粉塵排放量，應該注意盡量選擇自動化程度高、密閉性好的設備裝置，這就需要橡膠企業對現有設備裝置進行升級改造，根據當前實際經濟情況及生產需求，選擇匹配的自動稱量、自動配料、自動進料裝置，這樣不僅可以使橡膠生產效率得到保證，同時也使得生產過程中粉塵排放量得到有效控制，實現了廢氣治理。

（二）優化現有橡膠生產工藝

對于現階段我國的中小型橡膠企業來說，想要獲得可持續發展動力，應該根據目前行業發展情況及企業自身實際發展需求來不斷改進生產工藝。橡膠企業通過對生產工藝的有效改進，可以達到減少廢氣、治理廢氣的效果，這就需要企業開展持續性的生產工藝優化工作，分析生產中應用的生產工藝有哪些不足之處，從而對癥下藥。從當前我國橡膠企業發展情況來看，煉膠原料選擇及應用情況直接影響到企業自身生產效率及質量，同時也關系到企業廢氣排放，這就需要今后橡膠企業不斷優化現有煉膠配方，通過科學加入各種添加劑來降低各工序操作溫度，有效控制VOCs生成量，從而收到廢氣治理的效果。與此同時，中小型橡膠企業還應該意識到很大一部分污染源來自橡膠生產過程中硫化脫模環節，在這一環節中，涉及脫模風冷，這一過程會產生大量的無組織廢氣。因此，今后企業在對橡膠生產工藝進行優化時，應該注意盡量對風冷工藝進行優化或替換，可以嘗試以水冷工藝全面替代風冷工藝，這樣可以有效控制VOCs產生量，同時也抑制了廢氣無組織排放。此外，還應該適當減少苯、甲苯、二甲苯等溶劑或助劑使用量，而要積極開發新型綠色產品及相關配套產品，實現原料替代。

（三）優化廢氣收集環節

經過對中小型橡膠企業日常生產情況分析之后，可以發現，現階段我國很多中小型橡膠企業都已經意識到了廢氣處理工作的重要性，并且將其作為輔助日常生產的關鍵工作內容。但整體來看，橡膠企業廢氣治理工作的開展面臨著廢氣收集這一難題，大多數時候，正是因為這一難題沒有得到有效解決，導致治理效果受到嚴重影響。今后，橡膠企業應該從以下幾個方面入手，實現對生產過程中廢氣的有效收集處理。

首先，要設置密煉機單間，并且注意對密煉機的進出料口進行密閉化處理，以此來保證廢氣收集的高效性。同時，還要在進出料口位置設置集氣罩局部抽風，實現對廢氣收集之后的集中化處理。這種廢氣收集處理方法系統性較強，在實際應用過程中受外界環境溫度等諸多因素的影響較小。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。

其次，涉及攪拌/涂膠、浸膠、烘干等應采用密閉設備和密閉集氣，加工成型（擠出、注射、壓制等）均應在有廢氣收集設施的密閉空間內進行。

最后，硫化機群上方設置大圍罩導風系統，并宜采用下送冷風、上抽熱風方式集氣。當使用硫化罐時，硫化罐泄壓宜先抽負壓再常壓開蓋。

（四）重視粉塵預處理工作

在開展橡膠企業廢氣優化治理工作時，應該將粉塵預處理放在重要位置，由于橡膠企業在煉膠過程中，應用到碳酸鈣、炭黑等多種物料，因此會產生一定量的粉塵，而粉塵則是導致廢氣污染的關鍵因素之一，如果不對粉塵進行提前處理，勢必會嚴重影響到VOCs廢氣治理效果。因此，今后中小型橡膠企業在煉膠過程中，應該根據實際生產需求選擇相應的除塵器，目前來看，布袋除塵器在粉塵預處理工作中的應用發揮出了較為理想的效果，因此在開展拆包、投料、配料的工作時，如果產生粉塵，應該通過袋式除塵器對其進行干式過濾，那些顆粒大、比重大的粉塵會由于重力的作用沉降下來，落入灰斗，從而使廢氣得到凈化，這也使得其綜合除塵率可以達到標準要求。

（五）應用低濃氧化與吸附工藝相結合的方法開展廢氣治理

橡膠企業在橡膠生產中，產生的廢氣中主要包含H2S、非甲烷總烴等，雖然整體濃度較低，但由于部分成分產生明顯的惡臭氣味，因此對周圍環境及人們的身體健康產生一定影響。在過去很長一段時間，我國的中小型橡膠企業往往會考慮應用直接低濃氧化廢氣處理工藝或吸附工藝。對于直接氧化處理工藝來說，在實際應用過程中主要包括低溫等離子處理、光催化氧化處理等方法，雖然在我國以往橡膠企業生產工藝廢氣治理中有較為廣泛的應用，但實際上其效果穩定性較差，一般來說，上述方法只適合處理低濃度的有機廢氣，如果在高濃度有機廢氣處理中應用以上方法，處理效率僅為50%左右。但是直接氧化處理方法，在實際應用過程中有較好的除臭效果，可以明顯減輕有機廢氣中的惡臭氣味。對于直接吸附處理來說，主要是應用活性炭等吸附介質來對污染物進行吸附，屬于一種消耗性廢氣處理方法，當介質吸附飽和之后，才具有廢氣處理效果，這時候則需要及時拋棄介質并更換新的吸附介質，因此，這種方法在實際應用過程中，會產生二次固體污染，并且此種污染不可控。隨著現階段我國科技水平不斷提升，我國在生物科技領域的研發能力也不斷提升，部分橡膠企業已經開始嘗試應用直接低濃氧化與吸附工藝相結合的方法來對廢氣進行處理，這種方法的應用使得廢氣處理更具系統性，實現了對以往單一廢氣處理方式的有效優化。具體操作是在光催化氧化等設備后接活性炭，從而構建起一個全新的組合系統，這種方法在我國應用范圍正在不斷擴展，今后應該加大在此方面的研究力度，從而使得這一組合的系統性、廢氣處理高效性得到不斷優化。

四、結束語

總而言之，隨著我國社會不斷發展，輪胎、傳送帶等橡膠制品在人們日常生產生活中越來越多地使用，我國橡膠行業發展規模不斷擴大。從現階段我國橡膠企業發展情況來看，中小型企業所占比例較高。對于中小型橡膠企業來說，主要運行特征體現為前期成本投入較少、工藝設備水平有限，因此在實際開展橡膠生產工作時，廢氣治理技術的選擇與應用一直是重難點之一，這就需要中小型橡膠企業正視當前行業發展情況及自身運轉發展情況，結合實際情況確定具有針對性的生產工藝和廢氣治理技術，從而使得廢氣對周圍生態環境及人們身體健康的負面影響得到有效控制。現階段來看，生物法、氧化法、吸附法等多種廢氣治理技術已經逐漸運用到橡膠企業日常生產中，但上述技術在實際應用過程中依然有諸多需要完善的地方，需要橡膠企業積極吸取行業經驗教訓，并且對廢氣治理技術進行更為深入的研究，確定技術體系優化方向。今后，應該嘗試通過引進先進設備、重視粉塵預處理環節、優化廢氣收集環節及廢氣治理工藝等來實現對廢氣治理技術的科學應用，這樣才能使橡膠企業在日常生產中，廢氣無組織排放情況得到有效控制，從而更好地促進中小型橡膠企業可持續發展。