橡膠密封制品的綠色化生產(chǎn)現(xiàn)狀與展望

柯玉超，馮定強，毛學(xué)斌，吳 兵，楊兆葦

（安徽中鼎密封件股份有限公司，安徽 寧國 242300）

橡膠是一種具有可逆形變的高彈性聚合物材料，橡膠制品被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、醫(yī)療、汽車、航空航天和國防等領(lǐng)域[1]。我國橡膠消耗量連續(xù)20年居全球首位，在新冠疫情期間橡膠行業(yè)仍保持一定韌性，總銷售額降幅小，在后疫情時期國內(nèi)經(jīng)濟(jì)運行總體復(fù)蘇，橡膠行業(yè)則保持增長態(tài)勢[2-3]。2022年我國橡膠行業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)價工業(yè)總產(chǎn)值4 367.93億元，整體產(chǎn)業(yè)鏈完整度高，形成了區(qū)域性的產(chǎn)業(yè)集群。

“十四五”時期，《橡膠行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)綱要》推進(jìn)實施，橡膠行業(yè)致力于提高自動化水平、智能化水平和環(huán)境保護(hù)力度[4]，橡膠企業(yè)著重于不斷提升智能制造水平，節(jié)約能源，提高企業(yè)競爭力，大力推進(jìn)綠色化生產(chǎn)，研發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品[5]。

橡膠密封制品是一種典型的體積小、作用大的產(chǎn)品。以液壓系統(tǒng)中最常見的O形圈為例，單個產(chǎn)品的質(zhì)量只有幾克或幾毫克，卻在液壓系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵的密封作用。而生產(chǎn)密封制品的企業(yè)多數(shù)規(guī)模較小，但數(shù)量眾多，對這些規(guī)模小但作用重要的橡膠密封企業(yè)進(jìn)行合理的引導(dǎo)，促使其在綠色制造方面進(jìn)行升級改造，不僅有助于這些企業(yè)在“專精特新”的道路上實現(xiàn)轉(zhuǎn)型，提高市場競爭力，也有助于提升橡膠行業(yè)基礎(chǔ)零部件的水平，推動“強基工程”的實施，同時還有助于這些企業(yè)走可持續(xù)發(fā)展之路，實現(xiàn)與大自然的和諧共生。

1 綠色能源

能源是制造的動力，綠色能源是綠色化制造的動力。綠色能源是一種清潔能源，直接作用于工業(yè)生產(chǎn)，不排放污染物。目前我國實際運用最廣的火力發(fā)電，顯然不屬于綠色能源的范疇。水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電、核電等都是優(yōu)秀的綠色能源代表。雖然從橡膠生產(chǎn)企業(yè)的角度講，能源只是一種外部購入的能量，企業(yè)自身貌似無法選擇，只能被動接受供電局提供的電力，但是一些前沿的橡膠生產(chǎn)企業(yè)也在積極嘗試能源的綠色化與生產(chǎn)相結(jié)合。

中國橡膠零部件典型制造企業(yè)安徽中鼎密封件股份有限公司（以下簡稱中鼎公司），采用光伏屋頂＋光伏車棚的方法，利用企業(yè)的屋頂和車棚閑置面積建設(shè)光伏電站（見圖1），生產(chǎn)的綠色能源直接用于橡膠制品生產(chǎn)，不僅提高了企業(yè)綠色能源的應(yīng)用比例，還減少了電力遠(yuǎn)距離傳輸過程中的消耗，可謂一舉多得。具體而言，采取“就近接入、自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的方式，中鼎公司利用廠區(qū)內(nèi)18萬m2廠房屋頂及5 000 m2車棚頂建設(shè)了光伏電站，現(xiàn)一期6 MW的年產(chǎn)電能已成功并網(wǎng)運行；項目完全投產(chǎn)后預(yù)計每年可提供清潔電能606萬kW·h，相當(dāng)于節(jié)省標(biāo)煤約2 181 t，每年可減少約6 061 t二氧化碳排放。

圖1 中鼎公司綠色能源項目Fig.1 Green energy projects of Zhongding Company

2 綠色新膠種

材料是制造的基礎(chǔ)。綠色化材料是綠色化制造的前提，也是綠色化制造能夠達(dá)成的關(guān)鍵。根據(jù)2023年6月化工行業(yè)的典型代表巴斯夫公司在上海首屆國際碳中和技術(shù)、產(chǎn)品與成果博覽會上披露，其以原材料為代表的采購一項，二氧化碳排放量占比達(dá)48.6%（見表1），足可見材料在企業(yè)綠色化生產(chǎn)中的地位和意義。

表1 巴斯夫價值鏈的二氧化碳排放量（2022年）Tab.1 CO2 emissions from BASF value chain（2022）

在橡膠行業(yè)中，橡膠分為天然橡膠和合成橡膠兩大類，前者主要由三葉橡膠樹獲得，后者主要由石油化工制得的各類烯烴產(chǎn)品聚合而成[6]。天然橡膠作為一種生物基橡膠，是碳排放為負(fù)數(shù)的一種材料，但我國天然橡膠自給率低，85%以上的天然橡膠依賴進(jìn)口，且目前我國適宜種植三葉橡膠樹的區(qū)域已基本開發(fā)完畢，產(chǎn)業(yè)后續(xù)發(fā)展受限[7-8]。目前部分高性能的合成橡膠生產(chǎn)工藝被國外壟斷，原料則嚴(yán)重依賴于日益匱乏的石化資源，生產(chǎn)過程中高能耗、高污染問題一直存在，因此利用生物質(zhì)資源開發(fā)綠色橡膠新材料對于我國橡膠行業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義和深遠(yuǎn)影響[9]。

2.1 杜仲橡膠

杜仲橡膠是目前除三葉橡膠樹產(chǎn)出的天然橡膠外，仍具有巨大開發(fā)前景的天然橡膠資源。三葉橡膠樹產(chǎn)出的天然橡膠主要成分為順式聚異戊二烯，杜仲橡膠為反式聚異戊二烯[10-11]。

杜仲樹是一種我國特有的經(jīng)濟(jì)樹種，我國杜仲樹占世界杜仲樹的99%，同時我國可種植杜仲樹的區(qū)域巨大，杜仲橡膠發(fā)展前景極好。研究和發(fā)展杜仲橡膠產(chǎn)業(yè)，可以緩解天然橡膠的供給問題，同時具有巨大的商業(yè)價值[6，12]。杜仲橡膠無法通過割膠法采集，其分布在杜仲樹的樹葉、樹皮和果殼的細(xì)胞之中，需要通過特定的工藝提取，所以提高植物組織含膠量和提高工藝提取率是當(dāng)前的主要研究方向[13]。

X.RAN等[14]探究了杜仲樹基因與杜仲橡膠合成的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)當(dāng)EuSRPP1基因表達(dá)更多時，橡膠合成相關(guān)酶基因表達(dá)量也上升，橡膠產(chǎn)量提高；而當(dāng)EuSRPP1基因表達(dá)被干擾時，橡膠產(chǎn)量大幅下降。

R.L.GAO等[15]采用低濃度醋酸水解杜仲葉，水解殘渣中得到的產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)與杜仲橡膠分子結(jié)構(gòu)高度相似，同時采用醋酸水解有效地破壞了杜仲葉細(xì)胞壁，提高了杜仲橡膠的提取率。D.H.WANG等[16]以石油醚為溶劑，利用高功率超聲波實現(xiàn)了直接提取杜仲果皮中的杜仲橡膠，并采用響應(yīng)曲面法對超聲工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，最終杜仲橡膠的收率達(dá)到89.13%。C.X.LIN等[17]采用離子液體和石油醚組成的雙相溶劑體系提取杜仲橡膠，離子液體的加入提高了杜仲橡膠的收率和純度，且杜仲橡膠的力學(xué)性能更優(yōu)異，同時離子液體的可循環(huán)性凸顯了該工藝的巨大優(yōu)勢。

M.J.DONG等[18]將杜仲橡膠摻入天然橡膠/炭黑體系中，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的滾動阻力相比于天然橡膠復(fù)合材料降低了25.6%，耐磨性能提高了9.5%。

杜仲橡膠作為可再生的綠色天然橡膠，目前已經(jīng)取得一定的進(jìn)步，但還需要更多的研究人員從杜仲樹種植、橡膠提取和產(chǎn)品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)上加大研發(fā)力度，開辟新的研究領(lǐng)域，為杜仲橡膠的發(fā)展助力。

2.2 蒲公英橡膠

世界上有兩千多種含膠植物。在綠色新膠種中，除去杜仲橡膠外，蒲公英橡膠的性能優(yōu)異，近年來得到了研究人員的廣泛關(guān)注。蒲公英的種植周期短，種植受地區(qū)和氣候影響小，其根部乳管產(chǎn)出膠乳，蒲公英橡膠的主要成分為順式聚異戊二烯，蒲公英有望替代三葉橡膠樹成為新的天然橡膠源[19]。

目前蒲公英橡膠的研究主要集中于蒲公英育種培養(yǎng)和橡膠提取兩大方向，產(chǎn)品應(yīng)用報道較少，育種培養(yǎng)可以提高蒲公英的含膠量，提取工藝優(yōu)化可以降低成本和實現(xiàn)綠色化生產(chǎn)。

E.V.MCASSEY等[20-21]研究了俄羅斯蒲公英（橡膠草）的群體遺傳及其與普通蒲公英的雜交潛力。F.PANARA等[22]通過對90株俄羅斯蒲公英進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，為蒲公英轉(zhuǎn)基因育種提供了基因組資源。Z.N.LUO等[23]采用秋水仙素誘導(dǎo)蒲公英培育四倍體植株，發(fā)現(xiàn)四倍體植株的橡膠含量增大了47.7%。

蒲公英橡膠提取工藝分為膠乳提取（包括剪切法和流動法）和固體橡膠提取（包括溶劑法、濕磨法、干磨法、酶解法和酸解中和法）[24]。D.A.RAMíREZ-CADAVID等[25]提出了一種基于水的酶基分離和純化蒲公英橡膠的方法，通過酶解加堿預(yù)處理，使得蒲公英橡膠的產(chǎn)率和純度提高。之后該團(tuán)隊對蒲公英根部的堿處理工藝進(jìn)行探究[26]，結(jié)果表明堿濃度增大或溫度升高時，可顯著提高橡膠收率，為大規(guī)模、高效提取蒲公英橡膠的水處理工藝奠定了基礎(chǔ)。

蒲公英橡膠作為一種性能優(yōu)異且分子結(jié)構(gòu)與天然橡膠極為相似的綠色材料，其未來的發(fā)展前景廣闊，但目前產(chǎn)業(yè)化程度較低，需要更多科研人員攻堅克難，為緩解天然橡膠的產(chǎn)量壓力和實現(xiàn)橡膠的綠色化生產(chǎn)而不斷努力[27-28]。

2.3 生物基合成橡膠

天然橡膠植物一般生長環(huán)境苛刻，其橡膠的產(chǎn)量少且提取難，所以以生物質(zhì)為原材料的生物基合成橡膠成為研究人員的重點關(guān)注對象。一般生物基合成橡膠有兩條路線：第1條路線是以生物基原料發(fā)酵得到生物基化合物（乙醇等），再由乙醇轉(zhuǎn)化為乙烯，乙烯與其他化合物共聚生產(chǎn)乙丙橡膠等傳統(tǒng)產(chǎn)品，其性能與石化路線的乙丙橡膠差別無異；第2條路線是由生物基化合物（衣康酸等）聚合得到新橡膠產(chǎn)品，其性能優(yōu)異，有廣闊的市場前景。

目前，國外杰能科、固特異和阿米瑞斯等公司已經(jīng)實現(xiàn)從生物質(zhì)資源中生產(chǎn)異戊二烯，并由此生產(chǎn)異戊橡膠；原朗盛公司實現(xiàn)從甘蔗中提取乙醇，脫水生產(chǎn)乙烯，合成乙丙橡膠；同時這些公司均在研發(fā)包括順丁橡膠和丁腈橡膠等傳統(tǒng)石化橡膠的生物基合成法[29]。中鼎公司對阿朗新科公司采用甘蔗為原材料生產(chǎn)的三元乙丙橡膠進(jìn)行了性能測試，其性能與用石油為原材料生產(chǎn)的三元乙丙橡膠相近，試驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 生物基和石油基三元乙丙橡膠物理性能對比Tab.2 Comparison of physical properties between biobased EPDM and petroleum based EPDM

利用生物基資源得到的生物基化合物直接合成新型橡膠，其性能與傳統(tǒng)橡膠相似甚至更優(yōu)，且生物基原料來源廣，價格便宜，有很強的市場優(yōu)勢。聚酯型生物基橡膠，即由多元醇聚合得到的材料，通過加入生物基單體，如丁二酸、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇等以降低其結(jié)晶度，得到高彈性體合成橡膠[30]，其性能優(yōu)異，目前已進(jìn)入中試階段。

北京化工大學(xué)張立群院士團(tuán)隊通過衣康酸成功合成衣康酸酯橡膠，并對其進(jìn)行官能化改性，大幅提高了橡膠的性能，并將其用于輪胎及耐油制品和密封制品等領(lǐng)域，實現(xiàn)了國內(nèi)生物基橡膠類原創(chuàng)產(chǎn)品的零突破[9，28]。目前該項目已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)化中試階段，成功建立了首條千噸級示范生產(chǎn)線，試制了生物基綠色輪胎，實現(xiàn)了橡膠的綠色化生產(chǎn)。

3 綠色加工工藝

加工過程是綠色化制造過程中可以持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)的工序。在橡膠制品生產(chǎn)過程中，混煉和硫化是直接影響橡膠制品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是橡膠加工中高能耗的工段，其能耗占橡膠制品生產(chǎn)能耗的40%以上，同時混煉和硫化會產(chǎn)生大量的粉塵和硫化廢氣，所以優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低能耗、減少污染物排放是橡膠制品企業(yè)生產(chǎn)的重要課題[31-32]。

3.1 濕法混煉

混煉是將生膠和配合劑均勻混合，制成混煉膠的過程。目前大多數(shù)混煉仍然為傳統(tǒng)的干法混煉，即在密煉機內(nèi)通過兩個輥筒的擠壓將生膠和配合劑混合均勻，而該過程會產(chǎn)生大量的粉塵且能耗較高。因此，研究人員研發(fā)出濕法混煉這類新型混煉技術(shù)，并實現(xiàn)了連續(xù)混煉，從而達(dá)到了混煉節(jié)能效果好、沒有粉塵產(chǎn)生、環(huán)境污染小的目的[33]。

濕法混煉是在混煉之前，將補強填料白炭黑或炭黑等利用分散劑等助劑分散在水中，再與橡膠膠乳進(jìn)行液-液混合，得到分散均勻的橡膠乳液，再通過絮凝和干燥等工藝得到混煉膠。

濕法混煉相比于傳統(tǒng)干法混煉有三大優(yōu)勢[34]：第一，液-液混合與分散的過程大幅降低了混煉的能耗；第二，可以實現(xiàn)高比例的填料填充，降低膠料的磨耗和滾動阻力；第三，膠料的填料分散性更好，力學(xué)性能提高，產(chǎn)品的質(zhì)量更好。

濕法混煉是一種具有重大創(chuàng)新的混煉工藝，與傳統(tǒng)的干法混煉工藝完全不同，提高了膠料的性能，降低了生產(chǎn)能耗，減小了環(huán)境污染，是提高橡膠制品的生產(chǎn)效率和改革橡膠制品的生產(chǎn)工藝的重要里程碑[35]。此外，濕法混煉實現(xiàn)自動化技術(shù)改造后，可智能化實現(xiàn)乳膠液的穩(wěn)定分散和均勻混合，而隨著絮凝、干燥、造粒工藝的不斷優(yōu)化，混煉能耗會進(jìn)一步降低，從而不斷提升橡膠工業(yè)的綠色化生產(chǎn)水平。

3.2 快速硫化

硫化是一個將橡膠的線性高分子通過硫化劑進(jìn)行交聯(lián)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)階段，其主要受橡膠種類、膠料配方和硫化條件3個因素影響，縮短硫化時間和降低硫化溫度將大幅提高硫化效率，降低硫化能耗，所以技術(shù)人員針對膠料的硫化階段展開了一系列優(yōu)化研究。

一般來說，提高膠料的硫化速率方式基于3個硫化影響因素展開：第一，調(diào)整膠料配方，主要是調(diào)整硫化劑和促進(jìn)劑的品種和用量；第二，采用多種協(xié)同硫化促進(jìn)劑，進(jìn)一步提高硫化速率；第三，采用輻射和微波等過程強化手段提高反應(yīng)速率[36]。

付含琦等[37]采用不同的硫化促進(jìn)劑對丁腈橡膠膠料的硫化過程展開研究，針對硫化劑的品種和用量等因素研究硫化體系對產(chǎn)品性能的影響。而張建國等[38]對采用不同混煉工藝的丁腈橡膠膠料的硫化效果進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)硫化劑加入混煉膠的方式影響膠料的性能。

硫化是決定橡膠制品質(zhì)量的關(guān)鍵工序，通過調(diào)整膠料配方和硫化工藝來縮短硫化時間和降低硫化溫度對于橡膠制品企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)能耗具有重要意義。

3.3 綠色模具

隨著橡膠行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的橡膠制品的成型工藝已經(jīng)不能滿足企業(yè)和市場的需要，橡膠制品的產(chǎn)量越來越大，且原材料價格不斷上漲，如何在橡膠制品的成型模具上減少材料損耗、提高企業(yè)效益成為新問題。

尤兆鑫等[39]提出一種基于冷流道系統(tǒng)的新型注射模具，該模具在傳統(tǒng)模具的基礎(chǔ)上，對澆注過程進(jìn)行溫度控制，使膠料在硫化過程中能夠保持一定的流動速度，一次成型后無廢邊，實現(xiàn)物料的連續(xù)使用，減少了廢料的產(chǎn)生。L.S.CHEN等[40]對冷流道模具建立了合理的三維模型，對冷流道的進(jìn)口流量進(jìn)行分析和數(shù)值模擬，進(jìn)一步優(yōu)化了模具的非平衡澆注系統(tǒng)，提高了模具的生產(chǎn)效率。

在橡膠制品的高溫硫化過程中，模具的型腔表面會出現(xiàn)殘留膠料，影響橡膠制品的質(zhì)量，為解決這一問題，研究人員提出各類模具的清洗方法和型腔表面的處理策略，以高效去除型腔表面的殘留膠料和提高型腔表面的防粘性。

劉明東[41]通過正交試驗研發(fā)出一種水基橡膠模具清洗劑，其清洗效果好，其中的丙酮成分對膠料的溶解速率快，且水基清洗劑的有機溶劑少，對環(huán)境友好。劉鵬宇等[42]以激光清除鋁合金橡膠涂層，采用數(shù)值模擬進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)合理控制激光的功率和能量密度，可以在實現(xiàn)高效清除橡膠涂層的同時不損傷模具基底，實現(xiàn)綠色化清洗。

王旭等[43]在模具的型腔表面噴涂厚度約20 μm的水性氟樹脂涂層，涂膜后模具的脫模力大幅降低，且有較好的抗污性能；涂層表面越光滑，則模具的脫模力越小，抗污能力越強。孫犁等[44]采用空氣等離子體處理硅橡膠制品模具，等離子體在模具的型腔表面形成水溶性微針，使脫模容易，并且提高了型腔表面的潤濕性和制品的良品率。

中鼎公司采用物理氣相沉積（PVD）工藝處理橡膠密封制品模具，處理后模具的表面顯著改善，如圖2所示。處理后的模具脫模更加容易，橡膠制品的外觀有所改善，表面缺陷也明顯減少。

圖2 模具PVD處理前后對比Fig.2 Comparison of mold before and after PVD treatment

模具的質(zhì)量決定橡膠制品的精度，更多模具新技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步提高了橡膠制品企業(yè)的生產(chǎn)效率，減少了廢料的產(chǎn)生，降低了生產(chǎn)成本，對實現(xiàn)橡膠制品的綠色化生產(chǎn)有重要作用。

4 硫化廢氣的綠色化處理

污染物的綠色化處理是綠色化制造過程中必須要面對的問題。在橡膠制品的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的環(huán)境污染物，其中最主要的是硫化過程中產(chǎn)生的廢氣，其中包含大量的揮發(fā)性有機物（VOCs），主要包含二氧化硫、烷烴、芳烴、多環(huán)芳烴、二氧化碳和硫化氫等，其有惡臭味，成分復(fù)雜，量大且濃度低，處理難度大，對周邊環(huán)境影響大[45]。

橡膠制品的綠色化生產(chǎn)必須控制硫化廢氣排放，對硫化廢氣進(jìn)行綠色化處理，使其符合相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前橡膠制品企業(yè)常使用液體吸收、吸附、燃燒、低溫等離子體和催化氧化等工藝對硫化廢氣進(jìn)行處理，廢氣滿足排放標(biāo)準(zhǔn)后高空排放[46]。

4.1 硫化廢氣處理的基本原理

液體吸收法也稱為洗氣，原理是廢氣中的部分氣體易溶于液體，通過噴淋或鼓泡的方式可將這部分氣體從混合氣中有效分離出來，達(dá)到凈化廢氣的作用。例如，可以利用水吸收硫化廢氣中的硫化氫組分，同時水作為吸收劑可以部分循環(huán)使用，相應(yīng)設(shè)備的維護(hù)成本低，工藝優(yōu)勢巨大，所以液體吸收法一般為企業(yè)最常采用的廢氣處理工藝。

吸附法是采用活性炭等作為吸附劑，當(dāng)廢氣經(jīng)過活性炭填料層時，部分小分子廢氣組分被吸附劑截留，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。同時當(dāng)吸附劑吸附到飽和時，可以選擇更換新的吸附劑或者利用蒸汽冷凝等工藝對吸附劑進(jìn)行脫附，重新回收廢氣中的有機物。吸附法不需要額外的能量和物料輸入，操作簡單、成本低，凈化效果明顯，具有良好的減排綜合性能[47]。

燃燒法是將廢氣送入焚燒爐內(nèi)進(jìn)行燃燒處理，燃燒產(chǎn)生的熱量可以利用，直接燃燒法比較成熟，可將有機物直接燃燒為二氧化碳和水排放，廢氣凈化效率高。但直接燃燒法有明火產(chǎn)生，對應(yīng)的安全間距大，設(shè)備的占地面積大[48]。

低溫等離子體法是以強電場下產(chǎn)生的等離子體撞擊廢氣分子將其電離，裂解其化學(xué)鍵，同時產(chǎn)生大量熱，但廢氣溫度一般較低，且廢氣量大，所以整個體系仍處于低溫狀態(tài)。該工藝對設(shè)備的要求高，設(shè)備的投資大、運行成本高，但凈化效率高、除臭效果好、占地面積小，是中小型橡膠企業(yè)青睞的處理工藝[49]。

催化氧化法是廢氣處理中最常用的工藝方案，廢氣通過催化劑堆積的床層，在光/熱的輔助下廢氣分子與催化劑活性位點結(jié)合并分解，實現(xiàn)凈化除臭的效果[50]。催化氧化設(shè)備的安裝、運行、維護(hù)方便，適用范圍廣，凈化效果好。

4.2 硫化廢氣處理的實例

對于規(guī)模以上橡膠制品企業(yè)與中小型橡膠制品企業(yè)，由于廢氣處理量不同，因此廢氣處理成本不同，廢氣處理工藝也不同。李小健等[51]通過對大量橡膠制品企業(yè)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)規(guī)模以上企業(yè)采用吸附濃縮＋脫附/燃燒的工藝；中小型企業(yè)采用低濃氧化＋吸附的工藝，經(jīng)濟(jì)效益和處理效果更好。

江蘇安琪爾廢氣凈化有限公司設(shè)計出一種將活性炭吸附/脫附＋燃燒的處理方案[52]，通過活性炭吸附硫化廢氣中的有機物小分子，再將其脫附，實現(xiàn)廢氣中有機物濃縮，并將脫附氣送往焚燒爐燃燒。該方案解決了硫化廢氣量大且濃度低的問題，大大提高了廢氣處理和有機物燃燒效率，并且工藝細(xì)節(jié)在生產(chǎn)實踐中不斷優(yōu)化，實現(xiàn)了硫化廢氣的高效治理。

在實際生產(chǎn)中，橡膠制品企業(yè)針對硫化廢氣往往采用多個凈化步驟的綜合處理方案，多次凈化后的氣體最后通過煙道高空排放。上海某橡膠制品企業(yè)采用了活性炭吸附＋分子篩吸附＋催化燃燒的硫化廢氣凈化裝置[53]，該裝置對非甲烷總烴和二硫化碳的處理效果好，運行狀態(tài)穩(wěn)定，最終排放氣體達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。杭州格林艾爾環(huán)保科技有限公司推出了一種兩級堿噴淋塔＋兩級活性炭＋光催化除臭的技術(shù)方案[54]，對硫化廢氣的凈化率達(dá)到90%以上，且處理量大，對濃度低和成分復(fù)雜的硫化廢氣處理效果更好，該方案被多家橡膠制品企業(yè)采用。

中鼎公司采用噴淋塔水洗＋油煙凈化＋光催化氧化的處理策略，對硫化廢氣進(jìn)行處理，取得較好的效果。從第三方檢測機構(gòu)出具的硫化廢氣凈化前后的檢測數(shù)據(jù)（如表3所示）可以看出，廢氣的非甲烷總烴和顆粒物含量大幅降低，降低率均超過95%，廢氣的處理效果明顯。

表3 中鼎公司硫化廢氣凈化前后的組成Tab.3 Compositions of sulfide waste gas before and after purification at Zhongding Company

橡膠制品生產(chǎn)必須要求規(guī)范化處理硫化廢氣中的VOCs，硫化廢氣的綠色化處理技術(shù)的不斷發(fā)展為其他工業(yè)有機廢氣和惡臭廢氣處理提供了新思路，更為橡膠工業(yè)綠色化生產(chǎn)添磚加瓦。

5 結(jié)語

橡膠密封制品作為基礎(chǔ)工業(yè)產(chǎn)品，雖然在整個工業(yè)體系中占比較小，但是對整個工業(yè)體系的運行不可或缺，意義重大。對于環(huán)境污染大、能耗高的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行綠色化改造，是橡膠工業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

從橡膠制品的整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，在能源方面，采用綠色的光電、水電替代傳統(tǒng)的火電，可以明顯減少碳排放，尤其是在現(xiàn)有的廠房頂上增加光伏發(fā)電是一種簡便、易實施的方法；在材料方面，通過選用綠色生物基材料替代傳統(tǒng)橡膠材料，是實現(xiàn)橡膠制品綠色生產(chǎn)的重要一環(huán)；在加工工藝方面，濕法混煉、快速硫化、冷流道模具等技術(shù)可以在提高膠料性能的基礎(chǔ)上，降低能耗、提高效率、減少損耗；對于橡膠制品加工過程中的硫化廢氣，可以利用各類新型VOCs處理技術(shù)進(jìn)行高效處理，以減少污染。

橡膠制品企業(yè)在生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)要體現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”環(huán)保理念，進(jìn)一步提高橡膠行業(yè)的制造水平，促進(jìn)低碳和環(huán)境友好的技術(shù)推廣，強化企業(yè)社會責(zé)任感，為實現(xiàn)橡膠制品的綠色化生產(chǎn)不斷努力。