中小型橡胶企业生产工艺废气治理探讨

河北聪卓环保科技有限公司 韩静

现阶段来看，我国橡胶产业发展规模不断扩大，无论是轮胎、传送带、日用品等橡胶制品，都已经成了我们日常生产生活中的必备品，这也使得我国中小型橡胶企业获得了更为广阔的发展空间。但是在橡胶生产过程中，往往会产生粉尘、炼胶烟气、硫化烟气等多种废气，这些废气一旦进入到外界环境中，会对生态环境产生较为严重的负面影响，同时也威胁到人们的身体健康，容易导致多种呼吸道疾病发生。因此，中小型橡胶企业在日常生产时，应该注意对生产工艺及废气治理技术进行不断优化，从而更好地促进企业及行业可持续发展。

一、中小型橡胶企业生产废气特点分析

虽然橡胶产品种类繁多，但生产工艺基本类似。典型的橡胶产品生产工艺基本包括配料、密炼、开炼、硫化成型。部分企业也涉及浸胶（涂胶）等工艺。在橡胶企业生产过程中，上述工序均能产生废气。其中，配料工序产生的污染物主要为颗粒物；密炼工序产生的污染物主要为颗粒物、VOCs和恶臭；开炼和硫化工序产生的污染物主要为VOCs和恶臭。

橡胶生产过程中产生的废气浓度较低，风量大[1]。根据《橡胶制品生产过程中有机废气的排放系数》及美国橡胶制造者协会（RMA）对橡胶制品生产过程中各类橡胶原料进行测试得出的各类废气污染物排放系数确定。同时，由于炼胶和硫化往往在高温下进行，因此废气的恶臭十分明显，尤其硫化工艺产生的废气，橡胶生产过程中的废气排放在硫化工序结束后的出模过程最为明显，这主要由于在硫化过程中，产品被封闭在模具中。硫化结束后，模具打开，高温硫化下产生的废气就会呈现无组织排放状态。因此在开展废气治理工作时，应该以此环节作为治理重点，这样才能使有机废气治理得到有效控制。

二、橡胶企业生产工艺废气控制技术分析

（一）吸附法

目前来看，我国橡胶企业在生产时，已经意识到废气控制的重要性，并且应用针对性的技术体系对生产过程中产生的有机废气进行管控，其中，吸附法应用最为广泛。吸附法是一种可以有效处理低浓度可挥发性有机化合物的废气处理技术，在实际应用过程中取得了较为理想的效果，主要技术原理为利用吸附剂对其中的VOCs进行吸附，从而达到净化气体的效果，最后再将废气排放到大气环境中，这样可以有效降低有机废气对周围生态环境的负面影响程度[2]。目前，我国最常应用的吸附剂主要包括蜂窝活性炭、活性炭纤维、硅胶等几种，综合来看，活性炭的吸附净化效果最为理想，因此其在行业内较受欢迎。

（二）氧化法

氧化法也是当前我国橡胶工业生产中经常应用到的废气处理技术之一，可以按照作用方式将氧化法分为直接燃烧与催化燃烧两种作用形式，其作用原理主要是利用高温氧化及热分解来直接氧化废气中的VOCs，如果周围环境温度足够高，并且空气过量，则氧化法的应用可以实现完全燃烧，降解效率可以达到99%。而对于催化燃烧法来说，需要有催化剂对其进行辅助，在催化剂的作用之下，可以氧化有机废气中的碳氢化合物，从而生成H2O与CO2，这一反应过程对环境温度要求不高，可以在较低的温度条件下实现反应，进而达到治理废气的效果[3]。但是对于此种方法来说，在实际应用过程中因为受到S、Cl等非VOCs物质的毒害影响，出现失活现象，导致催化效果不理想。因此，我国最近几年在研究氧化法时，主要是对新型催化剂进行研发创新，从而避免今后在应用氧化法过程中，催化剂因为非VOCs物质而出现失活现象。

（三）吸收法

对于吸收法来说，在实际应用过程中，主要是利用VOCs的化学性质及物理性质来达到治理有机废气的目的。一般来说，在应用化学吸收剂或水与有机废气进行充分接触之后，可以将其中可溶于该吸收液的VOCs从废气中抽离出来，使其进入到吸收液，形成废气治理的完整流程。吸收工艺通常采用填料塔、旋流板塔等设备，吸收法在实际应用过程中体现出设备结构简单、易维护及成本造价低廉的特点。但与此同时，吸收法也存在一定缺陷，主要表现为吸收液容易吸收饱和，因此综合处理效率较低，在考虑是否应用吸收法时，应该结合橡胶企业生产实际情况[4]。随着现阶段我国工业生产对环保要求越来越高，这也使得污染物排放量控制越来越严格，吸收法已经不是我国有机废气处理的主要手段，更多时候则是作为一种辅助处理方式。

（四）生物法

在运用生物法对橡胶企业生产工艺废气进行处理时，基本原理是先对温度控制器中的废气进行加湿处理，然后通过生物滤床促使废气沿着斜向上方向均匀移动，这时通过吸附效应、扩散效应及平流效应等综合作用，来促使活性生物中的微生物发生反应，从而实现生物降解。从当前我国生物降解法应用情况来看，主要优势体现为成本较低、处理量庞大、不会产生二次污染等几个方面。对于生物法来说，诞生时间不长，是在最近几年我国生物工程领域快速发展的行业背景之下衍生出的一种废气处理技术，我国在此方面的研究较为有限，整体应用范围也相对有限[5]。今后，我国应该进一步提升对生物降解法研究的重视程度，以当前生物科技技术为基础，进行深入探索，从而促使生物法可以在今后我国橡胶企业生产工艺废气治理中广泛应用，有利于我国中小型橡胶企业可持续健康发展。

（五）吸附浓缩——脱附焚烧

这种废气治理方法首先应用吸附介质来对低浓度有机废气进行吸附浓缩，当介质吸附到一定程度之后，再应用热气流等方法进行脱附，可以有效脱附出高浓度的有机废气。要及时焚烧脱附出来的高浓度有机废气，达到废气治理的效果。此种废气处理方法处理效果较为理想，但缺陷也较为明显，主要表现为设备投资较大，并且需要有较高的资金成本投入来支撑后期运行，再加上现阶段我国橡胶企业在日常生产产生的废气中，易燃性气体成分所占比例不高，这也导致这种方法通常只在大型橡胶生产企业应用，而小型企业应用这种方法往往成本较高，很可能会出现投资与效益不成正比的情况。

三、中小型橡胶企业生产工艺废气治理措施分析

（一）引进先进设备

在橡胶生产中，工艺废气治理是必不可少的工作环节，尤其对现阶段我国的中小型橡胶企业来说，规模较小，成本投入较小，很多企业炼胶设备落后，在当前以科技、人才为第一生产力的时代背景之下，如果企业炼胶设备较为落后，势必会导致称料、配料及投料等一系列环节品质明显降低。当前我国很多中小型橡胶企业在开展上述环节工作时，还是以人工操作为主，这也使得炼胶工序的粉尘排放现象较为严重，并且呈现出无组织的排放状态。因此，为了可以更好地从源头减少炼胶工序粉尘排放量，应该注意尽量选择自动化程度高、密闭性好的设备装置，这就需要橡胶企业对现有设备装置进行升级改造，根据当前实际经济情况及生产需求，选择匹配的自动称量、自动配料、自动进料装置，这样不仅可以使橡胶生产效率得到保证，同时也使得生产过程中粉尘排放量得到有效控制，实现了废气治理。

（二）优化现有橡胶生产工艺

对于现阶段我国的中小型橡胶企业来说，想要获得可持续发展动力，应该根据目前行业发展情况及企业自身实际发展需求来不断改进生产工艺。橡胶企业通过对生产工艺的有效改进，可以达到减少废气、治理废气的效果，这就需要企业开展持续性的生产工艺优化工作，分析生产中应用的生产工艺有哪些不足之处，从而对症下药。从当前我国橡胶企业发展情况来看，炼胶原料选择及应用情况直接影响到企业自身生产效率及质量，同时也关系到企业废气排放，这就需要今后橡胶企业不断优化现有炼胶配方，通过科学加入各种添加剂来降低各工序操作温度，有效控制VOCs生成量，从而收到废气治理的效果。与此同时，中小型橡胶企业还应该意识到很大一部分污染源来自橡胶生产过程中硫化脱模环节，在这一环节中，涉及脱模风冷，这一过程会产生大量的无组织废气。因此，今后企业在对橡胶生产工艺进行优化时，应该注意尽量对风冷工艺进行优化或替换，可以尝试以水冷工艺全面替代风冷工艺，这样可以有效控制VOCs产生量，同时也抑制了废气无组织排放。此外，还应该适当减少苯、甲苯、二甲苯等溶剂或助剂使用量，而要积极开发新型绿色产品及相关配套产品，实现原料替代。

（三）优化废气收集环节

经过对中小型橡胶企业日常生产情况分析之后，可以发现，现阶段我国很多中小型橡胶企业都已经意识到了废气处理工作的重要性，并且将其作为辅助日常生产的关键工作内容。但整体来看，橡胶企业废气治理工作的开展面临着废气收集这一难题，大多数时候，正是因为这一难题没有得到有效解决，导致治理效果受到严重影响。今后，橡胶企业应该从以下几个方面入手，实现对生产过程中废气的有效收集处理。

首先，要设置密炼机单间，并且注意对密炼机的进出料口进行密闭化处理，以此来保证废气收集的高效性。同时，还要在进出料口位置设置集气罩局部抽风，实现对废气收集之后的集中化处理。这种废气收集处理方法系统性较强，在实际应用过程中受外界环境温度等诸多因素的影响较小。在开炼机上方安装集气罩进行局部抽风（三面围挡、一面活动，设置风门控制），废气收集后集中处理。

其次，涉及搅拌/涂胶、浸胶、烘干等应采用密闭设备和密闭集气，加工成型（挤出、注射、压制等）均应在有废气收集设施的密闭空间内进行。

最后，硫化机群上方设置大围罩导风系统，并宜采用下送冷风、上抽热风方式集气。当使用硫化罐时，硫化罐泄压宜先抽负压再常压开盖。

（四）重视粉尘预处理工作

在开展橡胶企业废气优化治理工作时，应该将粉尘预处理放在重要位置，由于橡胶企业在炼胶过程中，应用到碳酸钙、炭黑等多种物料，因此会产生一定量的粉尘，而粉尘则是导致废气污染的关键因素之一，如果不对粉尘进行提前处理，势必会严重影响到VOCs废气治理效果。因此，今后中小型橡胶企业在炼胶过程中，应该根据实际生产需求选择相应的除尘器，目前来看，布袋除尘器在粉尘预处理工作中的应用发挥出了较为理想的效果，因此在开展拆包、投料、配料的工作时，如果产生粉尘，应该通过袋式除尘器对其进行干式过滤，那些颗粒大、比重大的粉尘会由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，从而使废气得到净化，这也使得其综合除尘率可以达到标准要求。

（五）应用低浓氧化与吸附工艺相结合的方法开展废气治理

橡胶企业在橡胶生产中，产生的废气中主要包含H2S、非甲烷总烃等，虽然整体浓度较低，但由于部分成分产生明显的恶臭气味，因此对周围环境及人们的身体健康产生一定影响。在过去很长一段时间，我国的中小型橡胶企业往往会考虑应用直接低浓氧化废气处理工艺或吸附工艺。对于直接氧化处理工艺来说，在实际应用过程中主要包括低温等离子处理、光催化氧化处理等方法，虽然在我国以往橡胶企业生产工艺废气治理中有较为广泛的应用，但实际上其效果稳定性较差，一般来说，上述方法只适合处理低浓度的有机废气，如果在高浓度有机废气处理中应用以上方法，处理效率仅为50%左右。但是直接氧化处理方法，在实际应用过程中有较好的除臭效果，可以明显减轻有机废气中的恶臭气味。对于直接吸附处理来说，主要是应用活性炭等吸附介质来对污染物进行吸附，属于一种消耗性废气处理方法，当介质吸附饱和之后，才具有废气处理效果，这时候则需要及时抛弃介质并更换新的吸附介质，因此，这种方法在实际应用过程中，会产生二次固体污染，并且此种污染不可控。随着现阶段我国科技水平不断提升，我国在生物科技领域的研发能力也不断提升，部分橡胶企业已经开始尝试应用直接低浓氧化与吸附工艺相结合的方法来对废气进行处理，这种方法的应用使得废气处理更具系统性，实现了对以往单一废气处理方式的有效优化。具体操作是在光催化氧化等设备后接活性炭，从而构建起一个全新的组合系统，这种方法在我国应用范围正在不断扩展，今后应该加大在此方面的研究力度，从而使得这一组合的系统性、废气处理高效性得到不断优化。

四、结束语

总而言之，随着我国社会不断发展，轮胎、传送带等橡胶制品在人们日常生产生活中越来越多地使用，我国橡胶行业发展规模不断扩大。从现阶段我国橡胶企业发展情况来看，中小型企业所占比例较高。对于中小型橡胶企业来说，主要运行特征体现为前期成本投入较少、工艺设备水平有限，因此在实际开展橡胶生产工作时，废气治理技术的选择与应用一直是重难点之一，这就需要中小型橡胶企业正视当前行业发展情况及自身运转发展情况，结合实际情况确定具有针对性的生产工艺和废气治理技术，从而使得废气对周围生态环境及人们身体健康的负面影响得到有效控制。现阶段来看，生物法、氧化法、吸附法等多种废气治理技术已经逐渐运用到橡胶企业日常生产中，但上述技术在实际应用过程中依然有诸多需要完善的地方，需要橡胶企业积极吸取行业经验教训，并且对废气治理技术进行更为深入的研究，确定技术体系优化方向。今后，应该尝试通过引进先进设备、重视粉尘预处理环节、优化废气收集环节及废气治理工艺等来实现对废气治理技术的科学应用，这样才能使橡胶企业在日常生产中，废气无组织排放情况得到有效控制，从而更好地促进中小型橡胶企业可持续发展。