橡胶厂密炼硫化VOCs废气处理案例

橡胶厂硫化废气来源、成分及处理案例详解

一、硫化废气来源

1. 硫化工艺反应
   • 橡胶硫化过程中，胶料中的硫化剂（如硫磺）、促进剂及添加剂在高温（160℃~180℃）下发生热解和化学反应，释放挥发性有机物（VOCs）和含硫化合物。
   • 典型反应：硫化剂与橡胶分子交联生成低分子挥发物（如H₂S、CS₂），同时添加剂（如防老剂、增塑剂）挥发产生有机废气。
2. 生产工序逸散
   • 烘胶、塑炼、密炼工段：高温或机械剪切作用导致原料挥发，产生含硫化合物及有机废气。
   • 设备泄漏：生产过程中少量烃类气体逸出，加剧废气污染。
3. 原料与配方影响
   • 橡胶配方中硫化剂、促进剂的类型及用量直接影响废气成分。例如，使用硫磺硫化体系易产生H₂S，而使用过氧化物硫化体系可能产生醇类、酮类废气。

二、硫化废气成分

硫化废气成分复杂，主要包含以下几类：

特性：

• 废气温度高（40℃~80℃），含油性颗粒物，易燃易爆（如H₂S与空气混合达爆炸极限）。
• 臭气浓度高，对周边环境和人体健康构成威胁。

三、硫化废气处理案例

案例1：浙江某橡胶股份有限公司

• 废气量：150,000 m³/h，含颗粒物、NMHC、H₂S、CS₂、臭气。
• 处理工艺：
  1. 水喷淋：去除大颗粒尘粒及焦油，降低风温。
  2. 静电除油：高压电场捕集微小油烟颗粒。
  3. 干式过滤：进一步去除小颗粒粉尘。
  4. 活性炭吸附+催化燃烧：活性炭吸附有机物后，脱附废气经催化燃烧氧化为CO₂和H₂O，余热回收用于脱附。
• 排放标准：《橡胶制品工业污染物排放标准》（GB 27632-2011）。
• 效果：NMHC排放浓度≤10 mg/m³，H₂S≤0.33 kg/h，臭气浓度≤2000，远低于国标。

案例2：国际轮胎制造集团分公司

• 废气成分：硫化合物（H₂S、SO₂）、粉尘（炭黑）、含氮化合物、烃类。
• 处理工艺：
  1. 双碱法脱硫：利用NaOH/Na₂CO₃溶液吸收H₂S、SO₂。
  2. 生物脱臭：生物滤池中微生物降解残余硫化物及恶臭气体。
• 效果：高效去除硫化物及恶臭气体，排放符合标准，运行成本低。

案例3：某橡胶制品企业改造项目

• 原有工艺缺陷：两级喷淋+两级活性炭组合技术因活性炭饱和导致处理效率下降。
• 改造工艺：
  1. 两级碱喷淋：吸收H₂S等酸性气体及部分VOCs。
  2. 两级活性炭吸附：去除难溶于水的有机物。
  3. 光催化除臭：紫外光与陶瓷基光催化剂彻底矿化残留有机物。
• 效果：油烟、H₂S、NMHC、臭气浓度分别降至6.23、0.006、0.18 mg/m³、217，处理效率达92%、89%、99%、90%。

案例4：大型轮胎制造公司

• 处理工艺：
  1. 湿式洗涤塔：去除粉尘和部分有害气体。
  2. 活性炭吸附：吸附VOCs后热力再生。
  3. RTO焚烧：高浓度废气经蓄热式热氧化炉高温燃烧分解。
• 效果：VOCs去除率>90%，排放浓度远低于国标，余热回收降低能耗。

四、处理技术特点

1. 预处理关键性
   • 喷淋塔水洗可去除80%以上颗粒物及部分酸性气体，降低后续设备负荷。
   • 静电除油对微小油滴去除效率达95%以上。
2. 吸附与催化协同
   • 活性炭吸附对VOCs去除率60%~80%，催化燃烧可将有机物彻底氧化为CO₂和H₂O，热回收效率>95%。
3. 生物与化学结合
   • 双碱法脱硫效率>90%，生物滤池对残余恶臭气体去除率达80%~90%。
4. 光催化技术突破
   • 陶瓷基光催化剂比表面积大（500~700 m²/g），紫外光下可矿化难降解有机物，处理效率提升30%以上。

五、总结

橡胶厂硫化废气处理需根据废气成分、浓度及排放标准选择组合工艺。常见技术路线包括：

• 低浓度废气：喷淋+活性炭吸附+生物脱臭（成本低，效率适中）。
• 高浓度废气：喷淋+催化燃烧/RTO（效率高，余热回收）。
• 复杂成分废气：喷淋+活性炭+光催化（彻底矿化有机物，避免二次污染）。

通过科学合理的工艺设计，可实现硫化废气达标排放，推动橡胶行业绿色可持续发展。