轮胎炼胶废气净化工艺及浓缩蓄热燃烧设施调试分析

摘 要：轮胎炼胶废气净化工艺的应用，以及浓缩蓄热燃烧设施的科学调试，均会影响轮胎生产质量以及环境污染指数，故而应予以重视。在此之上，本文重点从轮胎炼胶废气净化工艺关键点与浓缩蓄热燃烧设施调试措施两个层面上进行论述，经由燃烧参数与沸石分子筛转轮性能的优化，可提升轮胎炼胶工序规范性。

关键词：轮胎炼胶废气;净化工艺;浓缩蓄热燃烧设施

前言：轮胎炼胶作为轮胎生产环节重要步骤，在其经过压延、成型、硫化、检验后方可正式制成轮胎。据相关调查：截至2020年11月份，我国外胎产量已突破3.94亿，这表明轮胎在其生产阶段产生的炼胶废气已成为主要污染物，要想实现轮胎制造产业的稳定发展，需改善废气净化工艺，便于提高轮胎行业经济效益。

1 轮胎炼胶废气净化工艺的关键点

1.1优选吸附剂

轮胎作为交通工具的重要组成部分，其成分多包含聚合物以及橡胶等。而在其生产制造中，常需要经过炼胶加工才能真正成为可使用的轮胎结构。在炼胶中常需要通过母炼以及终炼两个步骤。前者指的是用于生产轮胎的胶料在密炼机、压片机辅助后，可在冷却浸泡工藝下进行存储。后者是掺入硫磺等材料，混合制作成片状物，继而等待下一工序。在这期间，根据对应的操作工艺将形成炼胶废气，其成分多有二硫化碳、硫化氢等物质。在对其实施净化时，应选择适合的吸附剂，促使炼胶在160℃高温下，能够得到合理净化，避免对环境带来严重危害。

适用于炼胶废气净化工艺中的吸附剂，多为活性炭、分子筛。在吸附后，可避免废气排放至环境里，危害人体健康。其中活性炭的吸附效用较为显著，尤其是在挥发性有机物吸附上效果较优。但考虑到它的吸附温度局限在80℃，对于炼胶废气40℃以上的加工环境有着一定的适用范围，一旦超出标准，易加剧火灾风险，反而会减弱炼胶净化效果。对此，可推荐分子筛吸附剂，由于轮胎生产制造阶段，面对高温条件，若能选用分子筛吸附剂，可对废气中的有害物质进行深层次吸附，考虑到分子筛孔径可选择性更强，故而若将其应用于炼胶工序中，有利于提升净化工艺的有效性。

1.2改善净化条件

要想保证净化工艺发挥出真正作用，还应当为炼胶废气提供良好的净化条件，其中可从净化设备以及净化介质上进行研究。随着我国轮胎产量的提高，炼胶废气规模较为庞大，这就导致所选择的净化设备应当满足其净化需求。所以，在选择净化设备时，需从经济性、净化效率指标进行综合分析。本文以转轮设备为重点研究对象，其操作更为便捷，既能实现吸附操作，又能实施冷却处理，最终可保证轮胎制造企业保持稳定的经济效益，在有限的时间里能够保证炼胶废气得到充分净化，避免单纯考虑价格，导致净化效果不佳[1]。

1.3把控影响因素

轮胎炼胶废气的净化，还需要科学把握其影响因素，避免受温度、传热介质等因素的干扰，致使净化成果脱离既定净化目标。其中关于净化工艺实践应用中的传热介质，可参照下述公式计算相对比热容常数：

，其中ρb、Cpc、t、L、ρe、Cpg、Ue分别代表的是吸附材料密度、吸附材料热熔、脱附风密度、相对比热容、吸附床厚度、脱附区占比、脱附风流速。计算后可判定，若未达到脱附温度，极易导致炼胶废气处理不到位，致使净化工艺不能达到预期净化目标。据此，在净化工艺中使用的吸附材料，其吸附能力的强弱与净化温度，都会影响净化效果。应结合具体的影响因素，合理调节吸附区环境，避免吸附材料在低速运转、低温下破坏炼胶废气净化稳定性。

2 轮胎炼胶废气浓缩蓄热燃烧设施调试措施

2.1合理调试浓缩蓄热燃烧参数

（1）燃烧温度

在轮胎炼胶废气净化阶段，采用的浓缩蓄热燃烧设施，实则也是为了实现废气的科学净化，使其原本有害成分转化为水蒸气等无害物质，以此体现出轮胎生产流程的环保性。首先，浓缩蓄热燃烧设施在实践应用中，需要先行采气，将轮胎炼胶生产中生成的炼胶废气采集在一起，然后将其纳入燃烧室，等待高温处理，一般其燃烧温度将达到760℃。面对如此高的温度，炼胶废气将无法保持原有结构，继而经过分解后形成可直接释放到大气中的成分。为了保证浓缩蓄热操作更加高效，应注重设施调试，使其保持稳定性能。由于此类设施的燃烧温度可调，为了进一步验证温度因素的影响程度，可联合温度效率计算公式，逐项分析在不同温度下，炼胶废气的燃烧效率（）。

即，其中T、t0、ti分别指代的是燃烧温度、进出口炼胶废气实际温度。

从上述公式中可发现：假设炼胶废气在燃烧室中仅停留0.9s其中每1m? 废气中富含0.286g非甲烷烃类物质。在统计多组数据后，在760℃燃烧条件下，进出口非甲烷烃类物质含量即为每立方米315.5mg、11.4mg，而随着升温，其浓度有所变化，但整体上燃烧效率处于升高状态，直至达到800℃，其浓度指标符合我国污染物排放标准2mg/m?。所以，应将燃烧室温度调至800℃，并尽量保持在820℃左右，以免超高温加剧能源损耗。

（2）废气停留时间

根据上文中提到的0.9s停留时间，它的设定也是为了维持燃烧室净化效率的稳定性。虽然根据相关研究：在其超出0.9s后，它的净化效率也会出现相应的提升，但整体提升幅度较低，此时耽误的时间将很难表现出均衡性。因此，需将炼胶废气在燃烧室中的停留时间设置为0.9s，便于炼胶废气中的有害物质得到大幅度处理。基于此，关于燃烧设施参数的设定，应以0.9s停留时间、810℃±10℃最为最优化调试目标，最终确保炼胶废气经由浓缩蓄热设施处理后，其净化率更高。

2.2优化沸石分子筛转轮性能

沸石分子筛转轮作为浓缩蓄热燃烧设施中的重要结构，应当保证其具有优良性能，故而在调试时，可从下述三个部分，促使在吸附净化阶段，炼胶废气能够得到可靠的保障：

（1）转速，在不同转速下，炼胶废气的净化效率将出现差异。结合相关研究数据：若将温度设定为40℃，可按照每小时2r、3r、4r乃至7r的标准测量其进出口非甲烷烃类物质浓度，可发现，其中出口浓度始终处于下降趋势，而净化效率则在转速达到每小时6r时出现回升状态，由此证实，在其转速调试中，需将其控制在每小时6r以下，继而实现炼胶废气的充分燃烧。

（2）浓度，不同浓度下，沸石分子筛转轮表现出来的性能也不一样。一般在对炼胶废气中的非甲烷烃类进行检测时，其浓度较大，则沸石分子筛物质的吸附强度更大，此时会随着浓度上升，净化率增加。因此，应根据具体生产情况，制定科学的净化计划，促使分子筛转轮展现出显著特征，杜绝炼胶废气污染事件[2]。

（3）风速，废气作为一种气态物质，在其进入燃烧室时，往往存在不同移动速度。而随着风速的增加，其净化效率将与其呈反相关关系，多源于风速的提升，致使废气燃烧接触面减小。特别是在其超出每秒0.5m的移动速度时，其效率下降。对此，需注重风速的合理调试。

结论：

综上所述，轮胎炼胶废气在其净化后，能够削弱对环境的污染，而且经由浓缩蓄热燃烧设施的精准调试，还可提高轮胎净化效率，促使轮胎产业拥有良好的发展前景。对此，应从燃烧参数、转轮性能上进行分析，给出可行性优化对策，便于轮胎在其炼胶操作中，能够妥善处理排污难问题，促进经济产业兴旺发展。

参考文献：

[1]马也. 轮胎炼胶废气净化工艺及浓缩蓄热燃烧设施调试研究[D].中国矿业大学，2019.

[2]刘强彩. 密炼机炼胶生产线烟气处理技术研究[D].青岛科技大学，2020.

作者简介：

钟青松（1978.5-），男，汉族，籍贯：富阳，最高学历：本科，目前职称：工程师，研究方向：轮胎制造工艺。