吴怀

摘 要：天然橡胶在加工过程中经常会产生废气，需要根据其类型和成分进行处理，以减少环境污染，有效利用资源。废气处理过程中，应深入分析废气处理的弊端与问题，制定针对性措施加以解决，从而更好地进行综合治理。基于此，文章对天然橡胶生产和废气的综合处理技术进行了分析和研究。

关键词：天然橡胶加工厂;干燥废气;废气治理方案

中图分类号：X783.03文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）08-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.009

目前，在发展化学工业的过程中，天然橡胶的消费量不断增加，这意味着天然橡胶的加工量也在增加。然而，加工过程中经常会出现一些废弃物，将会制约橡胶工业的发展。如果想处理这些废气，必须引进先进的技术和设备，并建立废气利用的综合处理体系，以促进橡胶行业更好的发展，为相关行业带来更多的经济效益，促进该行业在生产过程中的发展。

1 天然橡胶加工厂工艺流程

项目生产经营过程中，主要加工天然橡胶。天然取出的新鲜胶乳作为初级加工的原料，前道工序是天然橡胶经过提纯、混合、固化，形成厚厚的橡胶凝块。然后，进行变薄、起皱和锤击成膜造粒的过程，以形成橡胶颗粒。

后一道工序是本项目的主要空气污染环节—热风炉干燥工序。由于前道工序的稀释固化过程中加入了水和酸，在热风炉干燥过程中会挥发掉水蒸气和少量酸性气体。同时，天然橡胶的异味会随着温度的升高而挥发，产生挥发性废气。

其生产工艺流程及产污节点图如图1、图2所示。

2 天然橡胶加工厂干燥废气治理工艺

本项目的废气主要来自于胶体颗粒干燥过程中产生的工艺废气。根据相关监测报告，检测到氨、甲基硫醇、甲基硫化物、硫化氢、非甲烷总烃等物质，废气成分复杂，浓度和含量多变[1]。但是监测报告中的废气因子浓度不是太高，所以本方案考虑的气味主要是天然橡胶本身挥发的气味。经工业研究，其自身气味主要为蛋白质类物质，可被高温分解。

干燥柜内的热风由燃煤热风炉提供。干燥箱废气温度高，乳液固化段添加过量甲酸。废气中含有挥发性有机酸，不适合直接吸附。本设计为“喷淋塔喷淋+脱水过滤+活性炭吸附浓缩转筒吸附+热风炉焚烧”系统。根据检测，废气入口处的臭气浓度约为5万～10万，当地即将颁布的臭气浓度标准约为800，因此去除效率要求很高。

橡胶干燥废气经碱喷淋冷却除臭预除臭，然后脱水过滤，再经活性炭转筒吸附浓缩，清洁废气经排气管高空排放。此外，从热风炉引入少量热空气，解吸吸附有恶臭物质的活性炭，解吸后的高浓度臭气送至燃煤热风炉焚烧[2]。

热风炉采用气—气间接换热，炉膛内的热烟气在管程循环，加热空气在壳程加热。燃烧烟气在热风炉中的停留时间很长，炉膛内的燃烧温度一般在600℃～700℃，最高温度在800℃以上，可以保证解吸废气被氧化分解去除。如果预算充足，可以设置催化燃烧装置备用。废气治理工艺流程图如图3所示。

3 天然橡胶加工厂干燥废气治理装置

3.1 化学喷淋塔

本设计方案的喷淋塔采用立式两相逆流填料塔。气体从塔体下方的进气口切向进入净化塔，在通风机的动力下迅速充满进气段的空间，然后通过均流段均匀上升到填料吸收段。在填料表面，气相中的污染物被液相吸收。污染物与吸收液一起流入下部储液罐。未完全吸收的气体继续上升进入喷雾段。在喷射段，吸收液从均匀分布的喷嘴高速喷出，形成无数细小液滴，与气体充分混合接触，继续吸收。塔体最上部为除雾段，除去气体中夹带的吸收液滴，预处理后的废气从净化塔上端排入下一级处理装置。

3.2 活性炭吸附浓缩转筒

本项目活性炭吸附浓缩装置采用定制筒式浓缩装置，内部安装笔者定制的活性炭吸附模块。多层模块结构，最大浓度比可达10倍以上，可根据本项目废气浓度进行调整。

活性炭吸附浓缩转筒是整个系统的核心部件，笔者定制的浓缩装置采用转筒式结构。整个装置可分为吸附区和解吸区，可以在吸附的同时实现在线解吸。废气进入吸附区，被吸附净化后排入排气管（净化效率>90%，出口臭气浓度<800）。浓缩后的有机物在解吸区被热空气加热解吸，进入焚烧装置并开展进一步处理。

与沸石吸附浓缩鼓不同，由于活性炭材料具有广谱性和较高的吸附能力，吸附过程中可以吸附更多的恶臭物质。脱附时，材料更容易吸热，进而带出活性炭吸附的气味物质，脱附温度更低。本项目转筒式浓缩机没有冷却区，解吸可以在较低的温度下进行（120℃左右，正好可以利用干燥热风炉的热風）。其不仅可以节省浓缩装置的能耗，而且可以使整个系统的运行更加安全和简单。活性炭的模块化方便安装和拆卸，维护时间短，可以避免更换转筒时的长期停机。

3.3 脱水干式过滤器

考虑到喷淋塔后端带液的问题，这次在干式过滤器前端设置脱水过滤段，主要是通过物理堵塞和碰撞进行，脱水段底部设置排水孔[3]。

干式过滤器可以完全去除废气中的杂质和其他影响转筒吸附效率的颗粒，气体中1μm以上粉尘的净化效率≥99%。其原理是通过材料纤维改变颗粒的惯性力方向，将颗粒从废气中分离出来。材料逐渐加密的多根纤维可以增加冲击率，提高过滤效率。在过滤过程中，不同的过滤材料可以有效地结合，物料空间可以容纳灰尘，从而达到更高的过滤效率。

本项目粗过滤考虑金属网过滤层。钢网孔径大，不影响整个系统的通风效果，持尘率大，能有效阻挡工艺废气中的杂质颗粒，提高保水效果。运行一段时间后，当有一定量的杂质附着在钢丝网上时，可以将物料取出，通过焚烧去除杂质颗粒，使钢丝网可以继续循环使用，节约运行成本。F5干式过滤器是一种用于去除废气中1μm～5μm颗粒的中效过滤器，对1μm～5μm颗粒的捕集效率可达95%以上。当电阻达到设定值时，取出作为一次性产品更换。F5的更换周期约为3个月。

4 使用效果

根据橡胶加工厂干燥线的生产工艺特点，考虑经济因素，可以采用燃煤热风炉除臭工艺，解决目前橡胶加工厂使用的废气处理设施除臭效果不理想、处理成本高的问题。本设计为“喷淋塔喷淋+脱水过滤+活性炭吸附浓缩转筒吸附+热风炉焚烧”系统。

热风炉是烘干线的辅助设备，臭气控制设施只需增加喷淋塔、脱水过滤装置、活性炭吸附浓缩转筒和风机即可。根据同类型橡胶厂干燥线每小时5万废气的风量，处理设施投资估计在150万元左右，具体工程费用根据现场情况确定。

项目新增设备的运行费用主要包括运行过程中的电费和材料损耗。耗电量为喷淋泵、活性炭转筒、吸附风机、解吸风机，系统装机容量为45kW。由于采用原有的燃煤热风炉，废气作为补充空气，在燃烧时也可以提供额外的热值，而且处理设备与生产设备同时使用，不会增加煤炭的消耗量。

5 结语

综上所述，天然橡胶生产过程中产生的废气量比较大，会对周围的生态环境产生不利影响。要实施针对性措施，以降低废气的排放浓度，减少资本成本的投入，因为在处理过程中，要保证该处理方案具有较强的可行性，且要注重对生态环境的保护，因此需要通过大量的实验。综合治理技术不仅具有广泛的应用范围，而且可以控制废气的排放。在技术应用过程中，占地面积小，能满足相应要求，并具有良好的环保效果。

参考文献

[1] 冯雅，柴方刚，刘小荷，等.橡胶行业标准废气治理技术方案[J].橡塑技术与装备，2021，47（3）：24-27.

[2] 王博.橡胶行业挥发性有机废气处理工艺综述[J].橡塑技术与装备，2020，46（11）：36-39.

[3] 李小健，徐家栋，莫晨剑，等.中小型橡胶企业生产工艺废气治理技术探讨[J].环境与发展，2020，32（5）：95-96.