隨著我（wǒ）國汽車保有量的（de）不斷增加，橡膠輪胎需求量也逐年遞增。橡膠行業主要汙染包括廢水、廢（fèi）氣、固（危）廢、噪聲等，其中廢氣（VOCs）問題較為突出。輪胎生產可分為膠（jiāo）料製造、半成品製造（含（hán）壓出、壓延、裁斷、胎（tāi）圈製造）、成型、硫化及成品檢測等5個工序。在輪胎生產過程中產（chǎn）生的（de）廢氣（qì），含有90%以上的揮發性有（yǒu）機化合物，其中膠料製（zhì）造（俗稱混煉）工序產生大量煙氣、顆粒物粉塵（chén）和（hé）揮發性有機物（VOCs）等物質。混煉產生的懸浮顆粒物在空氣中長時間懸浮，會形成氣溶膠（jiāo）；各（gè）種有機烴類和苯類（lèi）對人體和環境產生巨（jù）大的（de）危害，該階段是（shì）輪胎製造過程中產生汙染物量較大的工段。

　　1、現存技術問（wèn）題

　　混煉工序是輪胎生產的第一步，炭黑、氧化鋅以及小粉料中能夠飛揚的輕質成分會產生粉塵；密煉機混煉過程中，由於混煉膠溫度高達140℃，橡膠助劑、膠料及芳烴油中某些成分將分解、揮（huī）發並發生化學反應，因而形成煉膠煙氣。煉膠煙氣成（chéng）分（fèn）複雜，芳烴油產生（shēng）有毒的烴類油霧，硫黃主要會產生硫化氫和二氧化硫等含硫氣體，天然膠和橡膠助劑產生有機烴（tīng）類物質。

　　煉膠廢氣成分複雜，且屬於大風量、低濃度（dù）廢氣，常規而言所需處理設（shè）備容量（處理能力）極大，這（zhè）就導（dǎo）致了設備投資大、運行能耗高、處理（lǐ）效率低等問題。

　　目前國內外針對橡膠廢氣（qì）常用的預處理方法如下：

　　幹式：濾（lǜ）材汙染嚴重，設備阻力增（zēng）加，需要經常人為更換濾材，人員勞動強度大，有的被汙染廢（fèi）物需要按危廢（fèi）進行處理，運行費用較高（gāo），去（qù）除油（yóu）霧（wù）和（hé）顆粒物不徹底，對後續設備危害較大。

　　濕式：采用（yòng）噴淋預處理，耗水量（liàng）較大，係統龐大，對廢氣中油霧的去除效率不高，需要配套增加水處（chù）理係統以便對（duì）水中的油霧（wù）和炭黑塵進行處理，出口經常帶水，對後續（xù）設備（bèi）造成影響。以上兩種預處理方法實際使用效果都不盡理想（xiǎng），因此急需一種（zhǒng）對煉膠（jiāo）廢氣進行高效、穩定、較為徹底的（de）預處理設備。

　　2、技術解決方（fāng）案

　　廢氣相（xiàng）關指標調研對廢氣的風量和濃度的調研。為全麵了解煉膠車間的汙染物（wù）排放情況，作者選擇了國內某輪胎廠煉膠車間作為研究對象（該輪胎廠具備完整的廢氣收集和（hé）排放管道（dào）），收集風量為40萬m3/h。通過FID連續監（jiān）測設備監測膠料廢氣（qì）在母煉生產過程中的排放情況（kuàng）。

　　膠料生（shēng）產過程中各排口非甲烷總（zǒng）烴排放濃度差距較大（dà），其（qí）中（zhōng）母煉（liàn）進料口（kǒu）、母煉卸料口（kǒu）及終煉進/卸料口3個排口濃度較高，雙螺杆、開煉機濃度（dù）較低。

　　2.1處理工藝及方案

　　結合廢氣中的主要成（chéng）分和（hé）設備去（qù）除效率等因素，對當前市場上主流（liú）的幾種治理工藝進行了詳（xiáng）細的分析和論證，決定采用如下工藝路徑（jìng）：

　　預處理采用：袋式（shì）除塵器（qì）+噴消石（shí）灰（氫氧化鈣）粉末，利用消石灰粉末較強的吸附作用，起到除油及中和硫氧化物的作（zuò）用；布袋除（chú）塵器過濾除塵效果極（jí）佳，並且可以實現分區自動清灰。

　　後續處理設備采用：轉輪濃縮+RTO燃燒（shāo）法相結合的廢氣處（chù）理工（gōng）藝，將大風量、低濃度的（de）有機廢氣利用沸石分子篩進行（háng）吸（xī）附和濃縮，然後利用高溫氣體進行脫附，脫附後小風量、高濃度氣體采用RTO進行（háng）燃燒分解（jiě），最（zuì）終分解形成CO2和H2O，實現超低排放。

　　整套處理係統的工藝流程見下圖。廢氣首（shǒu）先進（jìn）入預處理設備1；預處理後的廢氣分兩路進入二級過濾器2和主工藝（yì）風機（jī）3；經過沸石轉輪吸附區4的氣體（tǐ），通過管道5直接排放；部（bù）分（fèn）氣體通過脫附風機6在熱風爐7內進行換熱（rè），進入沸石轉輪脫附區進行（háng）脫附；脫附後廢氣通過RTO風機9進（jìn）入旋（xuán）轉RTO11燃燒；燃燒後氣體通過管道12排放入煙筒13。

　　2.2關鍵設備介紹

　　（1）預處理係（xì）統。預處理係統包含了除塵器本體、回收料係統、新鮮料輸送（sòng）係統（tǒng）和檢測係統。

　　係統采用（yòng）人工解包（bāo）將（jiāng）物料投放（fàng）到儲鬥中，在儲鬥下端采用（yòng）旋轉（zhuǎn）下料器下料，然後用稀相氣（qì）力輸灰方式，將消石（shí）灰輸送到除塵器進口的風管中，使其先均勻附著在濾袋表麵形成3mm左右厚度的過濾層，煙氣中的油霧和水分在穿過過濾層時，被消石灰充分接觸吸附，從而（ér）將煙氣中的油煙和水分去（qù）除，保護除塵器濾袋。過濾層吸附將近飽和時（通過阻（zǔ）力設定），清灰（huī）程序啟動進行反吹（chuī），去除濾袋表麵粉（fěn）餅，濾袋工況進入下一個循環。

　　除塵器采用脈衝行噴吹清灰（huī）方式，袋式除塵器（qì）采用覆膜濾袋，起到防油防（fáng）水的作用。共設計6個倉室（5用1備），分倉室清灰，除（chú）塵器始終有5個倉室投運。達到一定時間（或壓（yā）差）後（hòu），6#室切入運行，替代原5個運行倉室中的一個室進行隔離清灰，待該隔離除塵倉室清灰完畢後再切入原係統，替換下一個倉室進行隔離清灰，以此類推。過濾過程中（zhōng），通過壓差監測係統（tǒng）對除塵器壓差進行監測。除塵器（qì）灰鬥設有高低（dī）料位，達到高料位時螺旋（xuán）輸送機開（kāi）始排灰。除塵器灰鬥內的粉料會通過輸灰螺旋自動返回儲鬥或外排，外排的消石灰作（zuò）為固廢進行處理。

　　（2）二級過濾。二級過（guò）濾采用F5、F8兩級過濾器，布置在布袋除塵器之後，可分別有效去除1～5μm的顆粒物（wù），進一步保護沸石轉輪。二級過濾主要用於去除逃逸的對濃縮設備有害的粉塵、水分和油汙。過濾器設置壓差計，超壓時報警更換濾材。

　　（3）沸石濃縮轉輪裝（zhuāng）置。沸石（shí）轉輪設備為筒式結構，沸石模塊采用日本東洋紡的材料，采用蜂窩狀疏水性沸（fèi）石分子篩加工而成，包括吸附區域和脫附區域。通常吸附區較大，而脫附區則為一個（gè）或兩個較小且麵積相等處理側。沸（fèi）石轉輪采（cǎi）用一組（zǔ）電（diàn）動驅動設備以旋轉轉輪，轉輪運行時可變速。吸附區和脫附區域中（zhōng）裝（zhuāng）有壓差計，用於（yú）監測沸石是否堵塞。轉輪的脫附氣體進出口都設置了（le）熱電偶，用於實時監測脫附氣進（jìn）出口溫度（dù），以便觀察（chá）脫（tuō）附溫度控製係（xì）統（tǒng）是否正常。

　　（4）旋轉式RTO蓄熱。燃（rán）燒裝置RTO為蓄熱式熱氧化反應器，原理是把有機廢氣加熱到800℃左右，控製好3T（time、temperature、turbulence），使廢氣中的VOCs氧化分解成二氧化碳和水。氧化產生的高溫氣體（tǐ）流經特製的陶瓷蓄熱體，使陶瓷體升溫而“蓄熱（rè）”，此“蓄熱”用於預熱後續進入爐體的有（yǒu）機廢氣，從而節省廢氣（qì）升溫的燃料消耗，降低運行成本。

　　旋轉式RTO結構，燃燒室的容積（jī）保證了有機廢氣的燃燒時間，燃（rán）燒器火焰在燃燒室內燃燒，內部有足夠厚度的（de）內保溫（wēn）。爐塔內安裝熱交換媒介——蓄熱陶（táo）瓷。蓄熱陶瓷分為（wéi）12個固定床，其中5個為進氣區、5個為排氣區、1個吹（chuī）掃區（qū）、1個過渡區。在旋轉切換閥（fá）的（de）作用下，各區呈步進式（shì）變化，每次換向（xiàng）隻有16.7%陶瓷媒介改變氣流方向，減小RTO進（jìn）出口的（de）風壓波動，對前端生產（chǎn）線氣壓影響小（xiǎo）。旋轉閥為旋轉式RTO的關鍵部（bù）件，用於空氣流動方向的切換，可按照順時針方向旋轉360度，最高可耐溫287℃，具有強力金屬密封圈確保排（pái）除的氣體和閥門持續接觸。

　　蓄熱體做為RTO的重（chóng）要部件，相當於一個（gè）換熱（rè）器。其作（zuò）用是：冷廢氣通過熱蓄熱體時，蓄熱體（tǐ）將貯存的（de）熱（rè）量釋放，預熱後的（de）氣體進入燃燒室；燃燒後的熱淨化氣通過冷蓄熱體時，蓄熱（rè）體吸收淨化氣體的熱量，使氣體冷卻而蓄熱體本身被加熱（熱周期）。

　　2.3處（chù）理效果

　　該係統（tǒng）於2018年1月正式投入（rù）運行（háng），此套廢氣（qì）治理設（shè）備運行平穩，各（gè）項（xiàng）技術指標完全滿足技術協議考核要（yào）求，排放濃（nóng）度指標（biāo）遠（yuǎn）低於國家標準和地方標準。散發在廠區上空多（duō）年的橡膠臭味基本消失，居民投訴率同比下降74.5%。經過第三（sān）方檢測機構檢測，處理後廢氣中各（gè）項指標均遠遠低於國家標準。實際檢測排放濃度見下（xià）表。

　　3、結論

　　針對煉膠車間產生的廢氣特點，采取“預處理+濃縮轉輪+RTO”的（de）工藝方法進行處理，處理後的廢氣（qì）排放指標遠遠低於國家標準，可實（shí）現（xiàn）超低排放。

　　預處理設計采用噴粉+布（bù）袋除塵（chén）器係統，可有效去除廢氣中的油分、顆粒物、硫化物等，該項目已實施近（jìn）1年，二級過（guò）濾和濃縮轉輪的入口風道均沒有明顯油汙，去油效果極佳。

　　處理後的（de）顆粒物排放（fàng）濃度為1.9mg/m3，去除效率為84.3%；非甲烷（wán）總烴排放濃度為（wéi）1.0mg/m3，去除效率（lǜ）達（dá）98%；臭氣濃度為280，去除效率達88.6%，各項指標遠低於國家（jiā）標準。

　　隨著（zhe）國家和各地方環保標準的不斷提高以及VOCs在線監測係統與環保局聯網的（de）普及，原來的環（huán）保技術越來越顯現出局限性，本工藝將成為煉膠車間、硫化車間有機廢氣治理的發展方向。