密炼废气处理方案的优化

2020-07-19王博

轮胎工业 2020年2期

关键词：密炼机转轮沸石

王博

（中策橡胶集团有限公司，浙江杭州 310018）

橡胶密炼车间产生的废气中主要污染物为烟油、粉尘和臭气。污染物成分复杂，主要有甲苯类、二硫化碳、苯乙烯、硫化氢、颗粒物、非甲烷总烃等[1]。其中，臭味主要来自于二硫化碳、苯乙烯、硫化氢、非甲烷总烃等恶臭物质[2]。

本工作对密炼废气处理方案进行优化，以提高生产和外界环境质量。

1 设计依据的排放标准

密炼车间收集的废气必须经有效处理后才可对空排放，执行的排放标准为GB 27632—2011《橡胶制品工业污染物排放标准》和GB 14554—1993《恶臭污染物排放标准》。GB 14554—1993规定恶臭污染物排放控制项目为臭气浓度，排气孔高度为15 m，排放量不高于2 000。

2 密炼废气原处理方案

2.1 收集和处理

针对密炼机投料口、卸料口、挤出、胶片冷却等不同部位设计了相应的密封收集系统。密炼废气原收集和处理系统如图1所示。有效收集后的废气集中进入环保处理设施。臭氧氧化法处理挥发性有机物（VOCs）气体效率高，但须控制好反应时间；如无法充分反应，反而会产生二次污染。而湿式氧化塔（喷淋）处理密炼废气反应时间充分，生成物性质比较稳定，除臭效率高，运行稳定，处理效果良好。在密炼废气原处理方案中，将两种工艺结合，选择采用臭氧氧化＋湿式氧化塔＋干式氧化塔的形式，对收集的废气进行处理。密炼废气原环保处理系统如图2所示。

图1 密炼废气原收集和处理系统

图2 密炼废气原环保处理系统

2.2 混流箱

已经过滤处理的废气经不锈钢管道送至混流箱。混流箱内设置有螺旋排布的混流叶片，通过叶片的搅动，收集的废气可以与臭氧气体充分混合，促进臭氧与废气分子充分反应[3]。

2.3 湿式氧化塔

混合气体在环保风机的带动下进入湿式氧化塔。喷淋液从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。混合气体从塔底送入后，经气体分布装置分布，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙。气液两相在填料表面密切接触进行传质（物质在气、液两相间的转移）。混合气体中易溶于水的粉尘颗粒物及污染分子大部分沉降下来，同时发生臭氧与污染气体的反应。

当液体沿填料层向下流动时，有时会出现壁流现象，造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，喷淋塔废气净化装置内的填料层分为两段，中间设置再分布装置，经重新分布后喷淋到下层填料上。为了避免气体携走喷淋液，在塔顶部设置气水分离器，可以有效截留喷淋液。

2.4 干式氧化塔

正常运行时，干式氧化塔对应的喷淋泵关闭不工作。混合气体进入干式氧化塔后，继续与臭氧反应，并通过塔内填料进一步混合，同时拦截下废气中大量的水分，确保废气净化有足够的反应时间并防止后端烟囱冒白烟现象。

2.5 臭氧发生器及冷却循环系统

臭氧发生器主要通过臭氧发生罐高压电晕空气产生臭氧，洁净压缩空气通过储气罐并经过滤器过滤后，进入混流箱与废气混合反应。臭氧发生装置在制备臭氧的同时，会产生大量的热量，这部分热量需通过循环冷却水从罐体内带出，并通过冷却塔将热量散发到空气中。

2.6 处理效果

密炼废气经原环保系统处理后，经环保检测机构检测，其中非甲烷总烃和臭气浓度处理率分别达到75%和80.67%，环保风机排气口高度为25 m，处理后的污染物浓度远低于GB 27632—2011和GB 14554—1993指标，如表1所示。

表1 密炼废气经原环保系统前、后主要污染物的质量浓度

3 密炼废气优化处理方案

密炼废气经原环保系统处理后，主要污染物的浓度远低于国家排放标准，但随着我国经济的持续快速发展，城市进程和工业化进程的不断加快，国家对环保的重视程度越来越高，人民对美好环境的诉求也日益加强。因此本工作考虑进一步优化密炼废气处理方案，以加强废气处理效果。

3.1 方案综述

针对密炼机不同部位产生废气的含尘量和污染物浓度进行梯度划分，考虑到密炼机卸料口、挤出部位收集的废气相对比密炼机投料口、胶片冷却部位收集的废气臭气浓度高，对密炼机投料口、胶片冷却部位收集的废气仍用原环保设备处理，对密炼机卸料口和挤出部位收集的废气采用沸石转轮吸附＋蓄热式焚化炉（RTO）焚烧系统进行处理，如图3所示。沸石转轮吸附＋RTO焚烧处理方案特别适合处理大风量低浓度的VOCs废气，且处理效率可以达到90%以上。