隨著我國（guó）汽車保有量的不斷（duàn）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（含壓出、壓延、裁斷、胎圈製造）、成型、硫化及（jí）成品檢（jiǎn）測等（děng）5個工序。在輪胎（tāi）生產過程中產生的廢氣，含有90%以上的揮發性有機（jī）化合物，其中膠料製造（俗稱（chēng）混煉）工序產生大量煙氣（qì）、顆粒物粉塵和揮發性有（yǒu）機物（VOCs）等物質。混煉產生的懸浮（fú）顆粒（lì）物在空氣中長時間懸浮，會形成氣溶膠；各種有機烴類和苯類對人體和環境產生巨（jù）大的（de）危害，該階段是輪胎（tāi）製（zhì）造過程中產生汙染物（wù）量較大的工段。

　　1、現存技術問題

　　混煉工序是輪胎生產的第一步，炭黑、氧化鋅以及小（xiǎo）粉（fěn）料中能夠飛揚的輕（qīng）質成分會產生粉塵；密煉機混煉過程中（zhōng），由於混煉膠（jiāo）溫度高達140℃，橡膠助劑、膠料及芳烴油中某些（xiē）成分將分解、揮發並發生化學反應，因而形成煉膠煙（yān）氣。煉膠煙氣成分（fèn）複雜，芳（fāng）烴（tīng）油產生有毒的烴（tīng）類油（yóu）霧，硫（liú）黃主要會產生硫化氫和二氧化硫等含硫（liú）氣體，天然膠和橡膠助劑產生有機烴類物質。

　　煉膠廢氣成分複雜，且屬於大風量（liàng）、低濃度廢氣，常規（guī）而言所需處理設備容量（處理能力）極大，這就（jiù）導（dǎo）致了設備投資大、運行能耗（hào）高、處理（lǐ）效（xiào）率低等問題。

　　目前國內外針對橡膠廢氣常用的預處理方法如下（xià）：

　　幹式：濾材汙染嚴重，設備阻力增加，需要經常（cháng）人為更換（huàn）濾材，人員勞動強度大，有的被汙染廢物（wù）需要按危（wēi）廢進行處（chù）理，運行費（fèi）用較高，去除油霧和（hé）顆粒物（wù）不徹底，對後續設備危害較（jiào）大。

　　濕式：采用噴（pēn）淋（lín）預處（chù）理，耗水量較大，係統龐（páng）大（dà），對廢氣中油霧的去除（chú）效（xiào）率不高，需要配（pèi）套增加（jiā）水處理係統（tǒng）以便對水中的油霧和（hé）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（shàng）兩種預處理方法實際使用效果都不盡理想，因此急需一種對煉膠廢氣進行高效、穩定、較為徹底的預處理設備。

　　2、技術解決方（fāng）案

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

　　膠料生產過（guò）程中各排口非甲烷總烴排放濃度（dù）差距（jù）較大，其（qí）中母煉進料口、母煉卸料口及終煉進/卸（xiè）料口3個排口濃度較高，雙（shuāng）螺杆（gǎn）、開煉機濃度較低（dī）。

　　2.1處理工藝（yì）及方案

　　結合（hé）廢氣中的主要成分和設備去除效率等因素，對當前市場上主流的（de）幾種治理工藝進行了詳細的分析和論證，決定采用如下工藝路徑：

　　預處理采用：袋式除塵器+噴（pēn）消石灰（氫氧（yǎng）化鈣）粉末（mò），利用消石灰粉末較強的吸（xī）附作用，起到除油及中和硫氧化物的作用；布袋除塵器過濾（lǜ）除塵效果極（jí）佳，並且可以實現分（fèn）區（qū）自動（dòng）清（qīng）灰（huī）。

　　後（hòu）續處理設備采用：轉輪濃縮+RTO燃燒（shāo）法相結（jié）合的廢氣處理工藝，將大風量、低濃度的有機廢（fèi）氣利用沸石分子（zǐ）篩進行（háng）吸附和濃縮，然後利（lì）用高（gāo）溫氣體進行脫附（fù），脫附後小風（fēng）量、高濃度氣體采用RTO進行燃燒分（fèn）解，最終分解形成CO2和H2O，實現超低排（pái）放。

　　整套處理係統的工藝流程見下圖。廢氣首先進入預（yù）處理設（shè）備1；預處理後的廢氣分兩路進入二級過濾器2和主工藝風機3；經過沸石轉輪吸附區4的氣體，通過管道5直（zhí）接排放（fàng）；部分（fèn）氣體通過脫附風機6在熱風爐（lú）7內進行換熱，進入（rù）沸石轉輪脫附區進行脫附；脫附後廢氣通過（guò）RTO風機9進入旋轉RTO11燃燒；燃燒（shāo）後氣體通（tōng）過管道12排放入煙筒13。

　　2.2關鍵設備介（jiè）紹

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

　　係統采用人（rén）工解包將物料投放到儲鬥（dòu）中，在（zài）儲鬥下端采用旋轉下料器下料，然後用稀相氣力輸灰（huī）方式（shì），將消石（shí）灰輸（shū）送到除塵（chén）器進口的風管（guǎn）中，使（shǐ）其先均（jun1）勻附著在濾（lǜ）袋表麵形成3mm左右厚度的過濾（lǜ）層（céng），煙氣中的（de）油霧（wù）和水（shuǐ）分在穿過（guò）過（guò）濾層時，被消石灰充分接觸吸附，從而將煙氣中（zhōng）的油煙和水（shuǐ）分去除，保護除塵器濾袋。過濾層吸（xī）附將近飽和時（通（tōng）過阻力設定），清灰程序啟動進行反吹，去除濾袋表麵（miàn）粉餅，濾袋工況進入下一個循環。

　　除塵器采用脈衝行噴吹清灰方式，袋（dài）式除塵器采用覆膜濾袋，起到防油（yóu）防水（shuǐ）的作用。共設計6個倉室（5用1備），分倉室清灰，除（chú）塵（chén）器始終（zhōng）有5個（gè）倉室投運。達（dá）到一定時間（或壓差）後，6#室切入運行，替代原5個運（yùn）行（háng）倉室中的一個（gè）室進行隔離清灰，待該隔離除塵倉室清灰完畢後再切入（rù）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，通過壓（yā）差監測係統對（duì）除塵器壓差進行監測。除塵器灰鬥設有高低料位，達到高料位時螺旋輸送機開始排灰。除塵器灰鬥（dòu）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（gù）廢進行處理（lǐ）。

　　（2）二級過濾（lǜ）。二級過濾采用F5、F8兩級過濾器，布置在布（bù）袋除塵器之後，可分別有效去除1～5μm的顆粒物，進一步保護沸石轉輪。二級（jí）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（yóu）汙。過濾器設置壓差計，超壓時（shí）報警更換濾材。

　　（3）沸石濃縮轉輪裝置。沸（fèi）石轉輪設備為筒式結構，沸石（shí）模塊采用日本東（dōng）洋紡的材料，采用蜂窩狀疏水（shuǐ）性沸石分子篩加工而成，包括吸附區（qū）域和脫附區域。通常吸（xī）附（fù）區較（jiào）大，而脫附區則為一個或兩（liǎng）個較（jiào）小且麵積相等處理側。沸石轉輪采用一組電動驅動設備以旋轉轉（zhuǎn）輪，轉輪運（yùn）行時可變速。吸附區和脫附區域（yù）中裝有壓差計，用於監測沸（fèi）石是否堵（dǔ）塞。轉（zhuǎn）輪的脫附氣體進（jìn）出口都設（shè）置了熱電偶，用於實時監測脫附氣進出口溫度，以便觀察脫附溫度（dù）控製係統是否正常。

　　（4）旋轉式RTO蓄（xù）熱。燃燒裝置RTO為蓄熱式熱（rè）氧化反（fǎn）應器，原（yuán）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（jiě）成二氧化碳（tàn）和水。氧化產（chǎn）生的高溫氣體流經特製（zhì）的陶瓷蓄熱體，使（shǐ）陶瓷體升溫而“蓄熱”，此“蓄熱”用於預熱後續進入爐（lú）體的有機廢氣，從而節省廢氣升溫的燃料消耗，降低運行成本。

　　旋轉式RTO結構，燃燒室的容積保證了有機廢（fèi）氣的燃燒時間，燃燒器火焰在燃燒室內燃燒，內部有足夠厚度的內保溫（wēn）。爐塔內安裝熱交換媒介——蓄熱陶（táo）瓷。蓄熱陶瓷分為12個固定床，其中（zhōng）5個為進氣區（qū）、5個為排氣區、1個吹掃區、1個過渡區。在旋轉切換閥的作用下（xià），各區呈步進式變化，每次換向隻有16.7%陶瓷媒介改變氣流方向，減小RTO進出口的風壓波動，對前端生產線氣壓影響小。旋（xuán）轉閥為旋轉式RTO的關鍵部件，用於空氣流動方（fāng）向的切換，可按（àn）照順時針方向旋轉360度，最高（gāo）可耐溫287℃，具有強力金屬密（mì）封圈確保排除的氣體和閥門持（chí）續接觸。

　　蓄熱體做為RTO的重要部件，相當於一個換熱器。其作用是：冷廢氣通過熱蓄熱體時（shí），蓄熱體（tǐ）將貯存的熱量釋（shì）放，預熱後的氣體進入燃（rán）燒室；燃燒後的熱淨化氣通（tōng）過冷蓄熱體時，蓄熱體吸（xī）收淨化氣體的熱量（liàng），使氣體冷卻而蓄熱體本（běn）身被加熱（熱周（zhōu）期）。

　　2.3處理效果

　　該係統於（yú）2018年1月正式投入運行，此套廢氣治理設備（bèi）運行平穩，各項技術指（zhǐ）標完全滿足技術協議考核要求，排放濃度指標遠低於國家標準（zhǔn）和地方標準。散發在廠區上空多年的橡膠臭味基本消失，居民投訴率同比下降（jiàng）74.5%。經過第三方檢測機構檢測（cè），處理後廢氣中各項指（zhǐ）標（biāo）均遠遠低於國（guó）家標準。實際檢測排放濃度見（jiàn）下表。

　　3、結論

　　針對煉膠車間產生的廢氣特點，采（cǎi）取“預處理（lǐ）+濃縮轉輪+RTO”的工藝（yì）方法進行處理，處理後（hòu）的廢氣排放指標遠遠低於國家標準，可實現超低排放。

　　預處理設計采用噴粉（fěn）+布袋除塵器係（xì）統，可有效（xiào）去除廢（fèi）氣中的油分、顆粒物、硫化物等，該項（xiàng）目已實施近1年，二級過濾和濃縮轉輪的入口風道均沒有明顯油汙，去油效果極佳。

　　處理後的顆（kē）粒物排放濃度為1.9mg/m3，去除效（xiào）率為84.3%；非甲烷總烴排（pái）放濃度為1.0mg/m3，去除效率達98%；臭氣濃度為280，去除效率達88.6%，各項指標遠低（dī）於（yú）國家標準。

　　隨著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（bǎo）局聯網的普及，原來的環保技術越（yuè）來越顯現出局限性，本工（gōng）藝將成為煉（liàn）膠車間、硫化車間有機廢氣治理的發展方向。