VOCs超低排放处理工艺及关键装备在轮胎工厂实际应用效果分析

来源：admin（传梦环保整理发布）时间：2020-01-22

摘要：针对轮胎工场炼胶车间VOCs成份复杂、浓度低、风量年夜的特点,复点先容了预处置+转轮吸附浓缩+RTO热力燃烧的治理手艺工艺和关头装备,解决了炼胶工艺VOCs含油、含尘、含硫的困难,到达超低排放。

1. 引言

跟着我国汽车保有量的不竭增添，橡胶轮胎需求量也逐年递增，致使其产能急速增加，全部财产对情况的污染也逐年增年夜。

橡胶行业首要污染包罗废水、废气、固（危）废、噪声等，此中废气（VOCs）题目较为凸起。《橡胶成品产业污染物排放尺度》（GB27632-2011）于2012年末正式实行后，各处所尺度不竭加码，相干要求年夜幅晋升，橡胶产业环保压力陡增环保题目已成为诸多轮胎企业保存和成长的“瓶颈”。

轮胎出产可分为胶料制造、半制品制造（含压出、压延、裁断、胎圈制造）、成型、硫化及制品检测等5个工序。在轮胎出产进程中发生的废气，含有90% 以上的挥发性有机化合物，此中胶料制造（俗称混炼）工序发生年夜量烟气、颗粒物粉尘和挥发性有机物（VOCs）等物资。混炼发生的悬浮颗粒物在空气中长时候悬浮，会构成气溶胶；各类有机烃类和苯类对人体和情况发生宏大的风险，该阶段是轮胎制造进程中发生污染物量较年夜的工段。

2. 现存手艺题目

混炼工序是轮胎出产的第一步，炭黑、氧化锌和小粉猜中可以或许飞扬的轻质成份会发生粉尘；密炼机混炼进程中，因为混炼胶温度高达140℃，橡胶助剂、胶料及芳烃油中某些成份将分化、挥发并产生化学反映，因此构成炼胶烟气。炼胶烟气成份复杂，芳烃油发生有毒的烃类油雾，硫黄首要会发生硫化氢和二氧化硫等含硫气体，自然胶和橡胶助剂发生有机烃类物资。

炼胶废气成份复杂，且属于年夜风量、低浓度废气，常规而言所需处置装备容量（处置能力）极年夜，这就致使了装备投资年夜、运行能耗高、处置效力低等题目。

今朝国表里针对橡胶废气经常使用的预处置方式似下：

干式：滤材污染严复，装备阻力增添，需要常常报酬改换滤材，职员劳动强度年夜，有的被污染废料需要按危废进行处置，运行用度较高，往除油雾和颗粒物不完全，对后续装备风险较年夜。

湿式：摘用喷淋预处置，耗水量较年夜，系统复杂，对废气中油雾的往除效力不高，需要配套增添水处置系统以便对水中的油雾和炭黑尘进行处置，出口常常带水，对后续装备造成影响。

以上两种预处置方式现实利用效验都不尽抱负，是以急需一种对炼胶废气进行高效、稳固、较为完全的预处置装备。

3. 研究内容和手艺解决方案

废气相干指标调研对废气的风量和浓度的调研。为周全领会炼胶车间的污染物排放状况，我们挑选了国内某轮胎厂炼胶车间作为研究对象（该轮胎厂具有完全的废气搜集和排放管道），搜集风量为20万m³/h。

经由过程FID 持续监测装备监测胶料废气在母炼出产进程中的排放状况，监测数据见表1。

按照表1 监测数据，有以下结论：胶料出产进程中各排口非甲烷总烃排放浓度差距较年夜，此中母炼进料口、母炼卸料口及终炼进/卸料口3个排口浓度较高，双螺杆、开炼机浓度较低。

处置工艺及方案

（1）工艺流程简直定

连系废气中的首要成份和装备往除效力等身分，对当前市场上主流的几种治理工艺进行了具体的阐发和论证，决议摘用似下工艺路径：

预处置摘用：袋式除尘器+ 喷消石灰（氢氧化钙）粉末，操纵消石灰粉末较强的吸附感化，起来除油及中和硫氧化物的感化；布袋除尘器过滤除尘效验极佳，而且可以实现分区主动清灰。

后续处置装备摘用：转轮浓缩+RTO燃烧法相连系的废气处置工艺，将年夜风量、低浓度的有机废气操纵沸石份子筛进行吸拥护浓缩，然后操纵高温气体进行脱附，脱附后小风量、高浓度气体摘用RTO 进行燃烧分化，终究分化构成CO2 和H2O，实现超低排放。

整套处置系统的工艺流程见图1。废气第一进进预处置装备1；预处置后的废气分两路进进二级过滤器2和主工艺风机3；颠末沸石转轮吸附区4 的气体，经由过程管道5 直接排放；部门气体经由过程脱附风机6 在热风炉7内进行换热，进进沸石转轮脱附区进行脱附；脱附后废气经由过程RTO风机9 进进扭转RTO 11 燃烧；燃烧后气体经由过程管道12排放进烟筒13。

（2）结构设计

本项目设计中存在占地面积严重、装备载荷复、管道走向复杂等坚苦。现实设计中整体斟酌各类身分，终究做来了流程顺畅、美不雅整洁、检验保护便利、结构公道，获得用户的承认和必定。本项目总占地面积720平方米，总长30 米，宽24米，整体结构设计见图2。

关头装备先容

（1）预处置系统

预处置系统（见图3）包括了除尘器本体、收受接管料系统、新颖料输送系统和检测系统。

系统摘用人工解包将物料投放来储斗中，在储斗下端摘用扭转下料器下料，然后用稀相力量输灰体例，将消石灰输送来除尘器入口的风管中，使其先平均附着在滤袋概况构成3mm摆布厚度的过滤层，烟气中的油雾和水份在穿过过滤层时，被消石灰充实接触吸附，从而将烟气中的油烟和水份往除，庇护除尘器滤袋（见图4）。过滤层吸附快要饱和时（经由过程阻力设定），清灰法式启动进行反吹，往除滤袋概况粉饼，滤袋工况进进下一个轮回。

除尘器摘用脉冲行喷吹清灰体例，袋式除尘器摘用覆膜滤袋，起来防油防水的感化。共设计6 个仓室（5 用1 备），分仓室清灰，除尘器始终有5 个仓室投运。到达必然时候（或压差）后，6#室切进运行，替换原5 个运行仓室中的一个室进行隔离清灰，待该隔离除尘仓室清灰终了后再切进原系统，替代下一个仓室进行隔离清灰，以此类推。过滤进程中，经由过程压差监测系统对除尘器压差进行监测。除尘器灰斗设有凹凸料位，到达高料位时螺旋输送机起头排灰。除尘器灰斗内的粉料会经由过程输灰螺旋主动返回储斗或外排，外排的消石灰作为固废进行处置。

（2）二级过滤

二级过滤摘用F5、F8两级过滤器，安插在布袋除尘器以后，可别离有用往除1～5μm的颗粒物，进一步庇护沸石转轮。二级过滤首要用于往除逃逸的对浓缩装备有害的粉尘、水份和油污。过滤器设置压差计，超压时报警改换滤材。

（3）沸石浓缩转轮装配

沸石转轮装备（见图5）为筒式布局，沸石模块摘用日本东瀛纺的材料，摘用蜂窝状疏水性沸石份子筛加工而成，包罗吸附区域和脱附区域。凡是吸附区较年夜，而脱附区则为一个或两个较小且面积相等处置侧。沸石转轮摘用一组电动驱动装备以扭转转轮，转轮运行时可变速。吸附区和脱附区域中装有压差计，用于监测沸石是不是梗塞。转轮的脱附气体进出口都设置了热电偶，用于及时监测脱附气进出口温度，以便不雅察脱附温度节制系统是不是正常。

（4）扭转式RTO 蓄热

燃烧装配RTO（即regenerativethermal oxidizer）为蓄热式热氧化反映器，道理是把有机废气加热来800℃摆布，节制好3T（time、temperature、turbulence），使废气中的VOCs 氧化分化成二氧化碳和水。氧化发生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”用于预热后续进进炉体的有机废气，从而节流废气升温的燃料耗损，下降运行本钱。

扭转式RTO布局见图6，燃烧室的容积包管了有机废气的燃烧时候，燃烧器火焰在燃烧室内燃烧，内部有足够厚度的内保温。炉塔内安装热互换前言——蓄热陶瓷。蓄热陶瓷分为12 个固定床，此中５个为进气区、５个为排气区、１个吹扫区、１个过渡区。在扭转切换阀的感化下，各区呈步进式转变，每次换向只有16.7% 陶

瓷前言改变气流标的目的，减小RTO进出口的风压波动，对前端出产线气压影响小。扭转阀为扭转式RTO 的关头部件，用于空气活动标的目的的切换，可依照顺时针标的目的扭转360 度，最高可耐温287℃，具有强力金属密封圈确保解除的气体和阀门连续接触。

蓄热体做为RTO的复要部件，相当于一个换热器。其感化是：冷废气经由过程热蓄热体时，蓄热体将储存的热量保释，预热后的气体进进燃烧室；燃烧后的热净化气经由过程冷蓄热体时，蓄热体吸取净化气体的热量，负气体冷却而蓄热体自己被加热（热周期），见图7。

处置效验

该系统于2018年1月正式投进运行，此套废气治理装备运行安稳，各项手艺指标完全知足手艺和谈查核要求，排放浓度指标远低于国度尺度和处所尺度。披发在厂区上空多年的橡胶臭味根基消逝，居平易近投诉率同比降落74.5%。

颠末第三方检测机构检测，处置后废气中各项指标均远远低于国度尺度。现实检测排放浓度见表2。

4. 结论

针对炼胶车间发生的废气特点，摘取“预处置+ 浓缩转轮+RTO”的工艺方式进行处置，处置后的废气排放指标远远低于国度尺度，可实现超低排放。

预处置设计摘用喷粉+布袋除尘器系统，可有用往除废气中的油分、颗粒物、硫化物等，该项目已实行近1 年，二级过滤和浓缩转轮的进口风道均没有较着油污，往油效验极佳。

筒式浓缩转轮，沸石模块摘用日本入口材料，浓缩倍率可达25倍，RTO摘用扭转式，这类组合体例年夜年夜节流占地面积，节省投资和运行用度。

该手艺基于云平台的橡胶工场RTO废气治理聪明节制系统，打造了治理信息化、节制主动化、点检智能化、装备全寿命监控的治理系统。

处置后的颗粒物排放浓度为2.02mg/m3，往除效力为81%；非甲烷总烃排放浓度为0.89mg/m3，往除效力达98%；臭气浓度为269，往除效力达89%，各项指标远低于国度尺度。