橡胶轮胎厂VOCs废气处理案例

橡胶轮胎厂废气处理典型案例分析

一、案例一：国内某大型轮胎企业（炼胶 + 硫化综合废气治理）

废气来源：炼胶车间密炼机、开炼机（粉尘、VOCs）；硫化车间硫化罐（硫化氢、甲硫醇等恶臭气体）。
成分分析：

• 颗粒物：炭黑、橡胶粉尘（浓度 200-500mg/m³）；
• VOCs：非甲烷总烃（NMHC）150-300mg/m³，苯乙烯 20-40mg/m³；
• 恶臭物质：硫化氢（H₂S）10-20mg/m³，甲硫醇（CH₃SH）5-10mg/m³；
• 其他：二氧化硫（SO₂）5-10mg/m³，氨（NH₃）3-5mg/m³。

处理工艺：

1. 预处理：
   • 炼胶废气：脉冲布袋除尘器（去除 99% 粉尘）+ 碱液喷淋塔（pH=9，中和酸性气体）；
   • 硫化废气：三级水洗塔（去除 80% 硫化氢）+ 除雾器（雾滴残留≤5mg/m³）。
2. 核心处理：
   • 活性炭吸附 + 脱附催化燃烧（RCO）：
     • 活性炭吸附箱（填炭量 10 吨，碘值≥800mg/g）处理低浓度废气；
     • 脱附后的高浓度废气（NMHC 2000-3000mg/m³）进入 RCO（催化温度 280℃，Pt/Pd 催化剂）。
3. 深度处理：
   • 生物滤池（处理残留异味，填料为腐熟树皮 + 微生物菌剂）。

运行效果：

• 颗粒物：出口浓度＜10mg/m³（GB 31572-2015 标准）；
• VOCs：NMHC 去除率 95%，苯乙烯浓度＜0.5mg/m³；
• 恶臭物质：硫化氢去除率 98%，甲硫醇浓度＜0.001mg/m³；
• 经济性：投资 800 万元，年运行成本（电费 + 催化剂更换）120 万元，吨产品处理成本 0.8 元。

技术亮点：

• 分质处理：炼胶与硫化废气分别预处理，避免污染物相互干扰；
• 余热回用：RCO 产生的热量（约 300℃）用于活性炭脱附，节能 30%。

二、案例二：德国 Gummiwerk Kraiburg Elastik（废旧轮胎再生胶废气治理）

废气来源：废旧轮胎破碎、脱硫、热解（含油雾、炭黑、硫化氢）。
成分分析：

• 颗粒物：炭黑粉尘（浓度 500-800mg/m³）；
• 油雾：矿物油（浓度 100-200mg/m³）；
• VOCs：苯系物（20-50mg/m³）；
• 恶臭物质：硫化氢（50-100mg/m³），二硫化碳（CS₂）10-20mg/m³。

处理工艺：

1. 预处理：
   • 静电除尘器（去除 99% 粉尘和油雾，压降＜200Pa）；
   • 热交换器（将废气从 80℃降至 40℃，回收热量预热车间供暖系统）。
2. 核心处理：
   • 精细碳滤器：采用颗粒活性炭（粒径 2-4mm）吸附异味物质，穿透浓度≤0.01mg/m³。
3. 深度处理：
   • 低温等离子体（破坏残留有机物，能耗 10-15kWh / 千 m³）。

运行效果：

• 颗粒物：出口浓度＜5mg/m³；
• 油雾：去除率 98%；
• 硫化氢：浓度＜0.1mg/m³；
• 经济性：投资 300 万欧元，年运行成本（电费 + 换炭）25 万欧元，CO₂减排 205 吨 / 年。

技术亮点：

• 余热回收：废气热量用于车间供暖，完全覆盖冬季能耗；
• 安全设计：静电除尘器配置防爆泄压阀，避免油雾爆炸风险。

三、案例三：中策橡胶（炼胶车间 VOCs 深度治理）

废气来源：密炼机、开炼机（含炭黑、甲苯、苯乙烯）。
成分分析：

• 颗粒物：炭黑（浓度 300-500mg/m³）；
• VOCs：甲苯 30-50mg/m³，苯乙烯 20-30mg/m³，NMHC 150-200mg/m³。

处理工艺：

1. 预处理：
   • 消石灰脉冲除尘器（去除 99.5% 炭黑，滤筒耐温 120℃）。
2. 核心处理：
   • 沸石转轮浓缩 + RTO：
     • 沸石转轮（浓缩比 15 倍）将 NMHC 浓度提升至 2000-3000mg/m³；
     • RTO（850℃，热效率 95%）处理后废气直接排放。
3. 监测与控制：
   • 在线 VOCs 检测仪（量程 0-2000mg/m³）联动风机变频控制。

运行效果：

• 颗粒物：出口浓度＜5mg/m³；
• VOCs：NMHC 去除率 98%，苯乙烯浓度＜0.1mg/m³；
• 经济性：投资 1200 万元，年运行成本（电费 + 天然气）180 万元，余热回收折合标煤 300 吨 / 年。

技术亮点：

• 沸石转轮优势：耐粉尘、耐水蒸汽，寿命可达 5 年以上；
• 智能化运维：通过物联网实时监控设备运行状态，减少人工维护。

四、处理难点与共性解决方案

1. 成分复杂性

• 挑战：硫化废气含硫化氢、甲硫醇等恶臭物质，炼胶废气含炭黑粉尘和高浓度 VOCs，需分质处理。
• 对策：
  • 硫化废气优先采用水洗 + 碱洗预处理；
  • 炼胶废气需强化除尘（如消石灰脉冲除尘）。

2. 浓度波动性

• 挑战：开机 / 停机阶段 VOCs 浓度骤升（瞬时浓度可达 500mg/m³ 以上）。
• 对策：
  • 采用 “预处理 + 缓冲罐” 设计，稳定废气浓度；
  • RTO/RCO 系统配置自动稀释阀，防止超温。

3. 二次污染风险

• 挑战：活性炭饱和后未及时更换导致 VOCs 穿透；废活性炭（HW49）处置成本高。
• 对策：
  • 安装压差传感器实时监测活性炭吸附状态；
  • 优先选择沸石转轮（可再生）或生物滤池（无危废）。

4. 异味控制

• 挑战：橡胶废气嗅阈值低（如甲硫醇阈值 0.0001ppm），需深度处理。
• 对策：
  • 生物滤池（处理低浓度异味）+ 低温等离子体（破坏大分子有机物）；
  • 植物液喷淋（中和残留异味）。

五、技术经济性对比与选型建议

选型原则：

• 高浓度废气：优先选择 RTO/RCO（如中策橡胶案例）；
• 异味敏感区域：生物滤池 + 植物液喷淋（如国内某大型企业案例）；
• 含油雾废气：静电除尘 + 碳滤器（如德国案例）。

六、总结

橡胶轮胎厂废气治理需针对 “成分复杂、波动大、含杂质” 的特点，通过 “分质预处理 + 高效末端处理 + 智能运维” 实现稳定达标。典型案例表明，合理的工艺组合（如沸石转轮 + RTO）可将 VOCs 去除率提升至 98% 以上，同时通过余热回收降低运行成本 30% 以上。未来，随着碳减排政策推动，高效低耗的燃烧技术与资源化回收工艺（如活性炭再生、溶剂回收）将成为主流。