天然橡膠加工廠干燥廢氣治理方案

吳懷

摘 要：天然橡膠在加工過程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生廢氣，需要根據(jù)其類型和成分進(jìn)行處理，以減少環(huán)境污染，有效利用資源。廢氣處理過程中，應(yīng)深入分析廢氣處理的弊端與問題，制定針對(duì)性措施加以解決，從而更好地進(jìn)行綜合治理?；诖?，文章對(duì)天然橡膠生產(chǎn)和廢氣的綜合處理技術(shù)進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：天然橡膠加工廠;干燥廢氣;廢氣治理方案

中圖分類號(hào)：X783.03文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）08-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.009

目前，在發(fā)展化學(xué)工業(yè)的過程中，天然橡膠的消費(fèi)量不斷增加，這意味著天然橡膠的加工量也在增加。然而，加工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些廢棄物，將會(huì)制約橡膠工業(yè)的發(fā)展。如果想處理這些廢氣，必須引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，并建立廢氣利用的綜合處理體系，以促進(jìn)橡膠行業(yè)更好的發(fā)展，為相關(guān)行業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)該行業(yè)在生產(chǎn)過程中的發(fā)展。

1 天然橡膠加工廠工藝流程

項(xiàng)目生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程中，主要加工天然橡膠。天然取出的新鮮膠乳作為初級(jí)加工的原料，前道工序是天然橡膠經(jīng)過提純、混合、固化，形成厚厚的橡膠凝塊。然后，進(jìn)行變薄、起皺和錘擊成膜造粒的過程，以形成橡膠顆粒。

后一道工序是本項(xiàng)目的主要空氣污染環(huán)節(jié)—熱風(fēng)爐干燥工序。由于前道工序的稀釋固化過程中加入了水和酸，在熱風(fēng)爐干燥過程中會(huì)揮發(fā)掉水蒸氣和少量酸性氣體。同時(shí)，天然橡膠的異味會(huì)隨著溫度的升高而揮發(fā)，產(chǎn)生揮發(fā)性廢氣。

其生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)圖如圖1、圖2所示。

2 天然橡膠加工廠干燥廢氣治理工藝

本項(xiàng)目的廢氣主要來自于膠體顆粒干燥過程中產(chǎn)生的工藝廢氣。根據(jù)相關(guān)監(jiān)測(cè)報(bào)告，檢測(cè)到氨、甲基硫醇、甲基硫化物、硫化氫、非甲烷總烴等物質(zhì)，廢氣成分復(fù)雜，濃度和含量多變[1]。但是監(jiān)測(cè)報(bào)告中的廢氣因子濃度不是太高，所以本方案考慮的氣味主要是天然橡膠本身揮發(fā)的氣味。經(jīng)工業(yè)研究，其自身氣味主要為蛋白質(zhì)類物質(zhì)，可被高溫分解。

干燥柜內(nèi)的熱風(fēng)由燃煤熱風(fēng)爐提供。干燥箱廢氣溫度高，乳液固化段添加過量甲酸。廢氣中含有揮發(fā)性有機(jī)酸，不適合直接吸附。本設(shè)計(jì)為“噴淋塔噴淋+脫水過濾+活性炭吸附濃縮轉(zhuǎn)筒吸附+熱風(fēng)爐焚燒”系統(tǒng)。根據(jù)檢測(cè)，廢氣入口處的臭氣濃度約為5萬～10萬，當(dāng)?shù)丶磳㈩C布的臭氣濃度標(biāo)準(zhǔn)約為800，因此去除效率要求很高。

橡膠干燥廢氣經(jīng)堿噴淋冷卻除臭預(yù)除臭，然后脫水過濾，再經(jīng)活性炭轉(zhuǎn)筒吸附濃縮，清潔廢氣經(jīng)排氣管高空排放。此外，從熱風(fēng)爐引入少量熱空氣，解吸吸附有惡臭物質(zhì)的活性炭，解吸后的高濃度臭氣送至燃煤熱風(fēng)爐焚燒[2]。

熱風(fēng)爐采用氣—?dú)忾g接換熱，爐膛內(nèi)的熱煙氣在管程循環(huán)，加熱空氣在殼程加熱。燃燒煙氣在熱風(fēng)爐中的停留時(shí)間很長(zhǎng)，爐膛內(nèi)的燃燒溫度一般在600℃～700℃，最高溫度在800℃以上，可以保證解吸廢氣被氧化分解去除。如果預(yù)算充足，可以設(shè)置催化燃燒裝置備用。廢氣治理工藝流程圖如圖3所示。

3 天然橡膠加工廠干燥廢氣治理裝置

3.1 化學(xué)噴淋塔

本設(shè)計(jì)方案的噴淋塔采用立式兩相逆流填料塔。氣體從塔體下方的進(jìn)氣口切向進(jìn)入凈化塔，在通風(fēng)機(jī)的動(dòng)力下迅速充滿進(jìn)氣段的空間，然后通過均流段均勻上升到填料吸收段。在填料表面，氣相中的污染物被液相吸收。污染物與吸收液一起流入下部?jī)?chǔ)液罐。未完全吸收的氣體繼續(xù)上升進(jìn)入噴霧段。在噴射段，吸收液從均勻分布的噴嘴高速噴出，形成無數(shù)細(xì)小液滴，與氣體充分混合接觸，繼續(xù)吸收。塔體最上部為除霧段，除去氣體中夾帶的吸收液滴，預(yù)處理后的廢氣從凈化塔上端排入下一級(jí)處理裝置。

3.2 活性炭吸附濃縮轉(zhuǎn)筒

本項(xiàng)目活性炭吸附濃縮裝置采用定制筒式濃縮裝置，內(nèi)部安裝筆者定制的活性炭吸附模塊。多層模塊結(jié)構(gòu)，最大濃度比可達(dá)10倍以上，可根據(jù)本項(xiàng)目廢氣濃度進(jìn)行調(diào)整。

活性炭吸附濃縮轉(zhuǎn)筒是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，筆者定制的濃縮裝置采用轉(zhuǎn)筒式結(jié)構(gòu)。整個(gè)裝置可分為吸附區(qū)和解吸區(qū)，可以在吸附的同時(shí)實(shí)現(xiàn)在線解吸。廢氣進(jìn)入吸附區(qū)，被吸附凈化后排入排氣管（凈化效率>90%，出口臭氣濃度<800）。濃縮后的有機(jī)物在解吸區(qū)被熱空氣加熱解吸，進(jìn)入焚燒裝置并開展進(jìn)一步處理。

與沸石吸附濃縮鼓不同，由于活性炭材料具有廣譜性和較高的吸附能力，吸附過程中可以吸附更多的惡臭物質(zhì)。脫附時(shí)，材料更容易吸熱，進(jìn)而帶出活性炭吸附的氣味物質(zhì)，脫附溫度更低。本項(xiàng)目轉(zhuǎn)筒式濃縮機(jī)沒有冷卻區(qū)，解吸可以在較低的溫度下進(jìn)行（120℃左右，正好可以利用干燥熱風(fēng)爐的熱風(fēng)）。其不僅可以節(jié)省濃縮裝置的能耗，而且可以使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全和簡(jiǎn)單?；钚蕴康哪K化方便安裝和拆卸，維護(hù)時(shí)間短，可以避免更換轉(zhuǎn)筒時(shí)的長(zhǎng)期停機(jī)。

3.3 脫水干式過濾器

考慮到噴淋塔后端帶液的問題，這次在干式過濾器前端設(shè)置脫水過濾段，主要是通過物理堵塞和碰撞進(jìn)行，脫水段底部設(shè)置排水孔[3]。

干式過濾器可以完全去除廢氣中的雜質(zhì)和其他影響轉(zhuǎn)筒吸附效率的顆粒，氣體中1μm以上粉塵的凈化效率≥99%。其原理是通過材料纖維改變顆粒的慣性力方向，將顆粒從廢氣中分離出來。材料逐漸加密的多根纖維可以增加沖擊率，提高過濾效率。在過濾過程中，不同的過濾材料可以有效地結(jié)合，物料空間可以容納灰塵，從而達(dá)到更高的過濾效率。

本項(xiàng)目粗過濾考慮金屬網(wǎng)過濾層。鋼網(wǎng)孔徑大，不影響整個(gè)系統(tǒng)的通風(fēng)效果，持塵率大，能有效阻擋工藝廢氣中的雜質(zhì)顆粒，提高保水效果。運(yùn)行一段時(shí)間后，當(dāng)有一定量的雜質(zhì)附著在鋼絲網(wǎng)上時(shí)，可以將物料取出，通過焚燒去除雜質(zhì)顆粒，使鋼絲網(wǎng)可以繼續(xù)循環(huán)使用，節(jié)約運(yùn)行成本。F5干式過濾器是一種用于去除廢氣中1μm～5μm顆粒的中效過濾器，對(duì)1μm～5μm顆粒的捕集效率可達(dá)95%以上。當(dāng)電阻達(dá)到設(shè)定值時(shí)，取出作為一次性產(chǎn)品更換。F5的更換周期約為3個(gè)月。

4 使用效果

根據(jù)橡膠加工廠干燥線的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，考慮經(jīng)濟(jì)因素，可以采用燃煤熱風(fēng)爐除臭工藝，解決目前橡膠加工廠使用的廢氣處理設(shè)施除臭效果不理想、處理成本高的問題。本設(shè)計(jì)為“噴淋塔噴淋+脫水過濾+活性炭吸附濃縮轉(zhuǎn)筒吸附+熱風(fēng)爐焚燒”系統(tǒng)。

熱風(fēng)爐是烘干線的輔助設(shè)備，臭氣控制設(shè)施只需增加噴淋塔、脫水過濾裝置、活性炭吸附濃縮轉(zhuǎn)筒和風(fēng)機(jī)即可。根據(jù)同類型橡膠廠干燥線每小時(shí)5萬廢氣的風(fēng)量，處理設(shè)施投資估計(jì)在150萬元左右，具體工程費(fèi)用根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。

項(xiàng)目新增設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用主要包括運(yùn)行過程中的電費(fèi)和材料損耗。耗電量為噴淋泵、活性炭轉(zhuǎn)筒、吸附風(fēng)機(jī)、解吸風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)裝機(jī)容量為45kW。由于采用原有的燃煤熱風(fēng)爐，廢氣作為補(bǔ)充空氣，在燃燒時(shí)也可以提供額外的熱值，而且處理設(shè)備與生產(chǎn)設(shè)備同時(shí)使用，不會(huì)增加煤炭的消耗量。

5 結(jié)語

綜上所述，天然橡膠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣量比較大，會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。要實(shí)施針對(duì)性措施，以降低廢氣的排放濃度，減少資本成本的投入，因?yàn)樵谔幚磉^程中，要保證該處理方案具有較強(qiáng)的可行性，且要注重對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，因此需要通過大量的實(shí)驗(yàn)。綜合治理技術(shù)不僅具有廣泛的應(yīng)用范圍，而且可以控制廢氣的排放。在技術(shù)應(yīng)用過程中，占地面積小，能滿足相應(yīng)要求，并具有良好的環(huán)保效果。

參考文獻(xiàn)

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