橡胶硫化废气处理方法分析

文_申瑞 山西清源环境咨询有限公司

1 废气特性和处理要求

橡胶企业在硫化工段生产过程中，产生的废气主要是硫化废气，产生的污染物主要是非甲烷总烃等挥发性有机废气以及二硫化碳、硫化氢等，其需要在满足《橡胶制品工业污染物排放标准》（GB27632-2011）以及《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）等规定的排放标准的前提下，才能进行排放。

2 废气处理方法

2.1 微生物分解法

生物分解法的原理为：将废气气体中的污染物通过循环水流溶入到水中，利用水里培养床中培养的微生物对其进行有效分解，从而使其有效降解成低害物质。该方法的优势主要体现在其除臭效率能够达到将近70%，但该方法的劣势体现在微生物的活性对其产生直接的影响，并且培养出的微生物只能对1种气体进行分解，从而使其降解效率相对较低。为了使其效率和稳定性得到显著的提升，需要对其进行添加药剂以及对pH值进行有效控制等手段，但是这样会使得成本增加。另外，当生物出现死亡的情况时，需要重新对其进行培养，使得生物分解法作用效果的周期相对延长。

2.2 活性吸附法

活性炭由于具有内部结构空隙较大，表面积较大等特性，从而使其主要被应用于活性吸附法之中，但是其缺点也相对比较明显，即活性炭容易饱和，几天之后其就会出现失效的现象。因此，为了使该方法的效果得到保证，不仅需要对其进行频繁更换，还需要对饱和的活性炭进行有效处理，造成运行及维护成本相对都较高，通常情况下，该种方法处理浓度低且大风量的气体时比较适宜。

2.3 等离子法

等离子法的原理是通过高压电极来进行离子以及电子的发射，使臭氧分子的结构遭到明显的破坏，从而来实现恶臭分子被裂解的目的。该种方法主要在低浓度的恶臭气体中应用效果比较显著，通常情况下，其处理效率能够达到80%左右。另外，其能够对多种臭气的混合体进行有效处理，并且湿度对其产生不了任何影响，同时也不会有二次污染现象的出现。其缺点主要体现在用电量较大，需要定期进行清灰处理，运维成本较高。并且将其应用于高浓度易燃易爆气体的处理之中时容易导致爆炸。

2.4 燃烧法

燃烧法可分为直接燃烧法、蓄热式燃烧、蓄热催化燃烧法。利用蓄式热燃烧法对废气进行处理时，由于在燃烧之后形成二氧化硫，二氧化硫和废气中的水分进行结合之后，形成酸性物质，腐蚀炉壁。使用蓄热催化燃烧法对废气进行处理，炉体也会出现被严重腐蚀的现象，另外，当污染物的气量较大，浓度较低时，需要将助燃剂引入其中，这使得该方式的运营成本会显著增加。

2.5 液体吸收法

液体吸收法的作用原理是废气中的气体在吸收剂中的溶解度存在差异，将其和吸收剂中的活性组分进行有效反应，从而使废气中的有害物质被有效分离出来，以此来达到有效净化废气的目的。将方法的可行性、运维成本的投入、二次污染问题发生率等因素进行综合考量之后，可知液体吸收法的技术更加全面和成熟，并且运行的稳定性更高。

2.6 氧化法

氧化法由臭氧氧化处理和光催化氧化处理两种方式构成，臭氧氧化处理方式的优势为处理效率较高、设备更加简单化，其缺点主要体现在运行成本较高以及臭气和臭氧无法得到有效混合等方面。光催化氧化处理方式在占地面积相对较小、运行成本低等方面的优势相对比较明显，并且在浓度较低、流量大的废气处理中应用优势比较显著，其缺点主要是设备的投资成本较高、处理效率低、受粉尘影响较大等。

通过对上述方法进行分析可知，每种废气处理方法都存在一定的弊端，单独使用任一种废气处理方法都无法达到理想的效果。因此，在实际的橡胶废气处理中，使用的方法都是多种工艺的融合，从而使废气能够被有效地处理，进而使其符合排放标准。

3 橡胶硫化废气的实际处理方法

太仓市祖达橡胶厂橡胶企业采用臭氧氧化与液体吸收法有效结合的方式来对废气进行处理。在废气处理的过程中，使用臭氧氧化+碱液喷淋一体机，系统由氧化装置、立式喷淋塔、布气装置、喷淋药液调配系统、排放筒、除雾器等构成。该系统的工作流程为：先经过臭氧处理，使有机大分子被有效氧化降解成小分子，从而被水溶液所吸收；然后经过立式喷淋塔，利用雾化喷嘴来使其和药液雾滴有效接触之后，喷淋液能够将大部分废气进行有效吸收；最后，使废气通过塔体末端的除水雾装置，通过排气筒达标排放。

3.1 系统组成

该系统由3个部分组成：①机械系统，一体化机械系统包括氧化装置、立式喷淋塔、布气装置、排放筒、除雾器、喷淋药液调配系统；②控制系统，控制系统由喷淋控制和药液调配控制构成，主要有控制柜、电源柜、操作箱、风机柜等；③软件系统组成，软件系统包括Windows操作系统、语言程序、数据库管理系统等。

3.2 臭氧氧化原理

高压静电的特殊脉冲放电是臭氧发生站中主要利用的形式之一，它能使非平衡态低温等离子体有效地形成。该等离子体就是高能活性炭，该物质和有机分子进行有效碰撞之后，使有机分子被迅速激活，以此来实现将其破坏的目的。臭氧和废气在管道之中进行混合的时候，立即就会发生相应的氧化反应过程。

3.3 酸碱喷淋原理

臭氧主要存在于地层腔体之中，其能够对废气中的有机大分子进行降解，通过氧化等手段，使其成为小分子，从而能够被水溶液所吸收。该步骤完成之后，其需要经过立式喷淋塔，在雾化喷嘴的作用下，使喷淋液能够最大程度地进行雾化，当其与药液雾滴进行接触时，使部分废气能够被喷淋液体所吸收处理。与此同时，多层喷淋的方式使气体和液体之间的接触面积明显加大，有效强化气液之间的传质，进而使废气中剩余的废气成分被有效吸收和清除。该步骤完成之后，需要通过塔体末端的除水雾装置，该装置能够有效去除水雾，使得排放的气体符合规定标准。

4 臭氧氧化+碱液喷淋方式下有机废气处理的效果

臭氧氧化+碱液喷淋方式对废气处理的效果如表1所示。

表1 臭氧氧化和碱液喷淋使用效果

从表1可知，利用该方式对废气进行处理具有显著的效果，非甲烷总烃进口浓度从3.58～3.71mg/m3降到出口浓度0.23～0.40mg/m3，其去除效率能够到达89%左右；硫化氢进口浓度从0.10～0.51 mg/m3降到未检出-0.043mg/m3，去除效率能够到达91%左右，非甲烷总烃和硫化氢排放浓度可以满足相关规定的排放标准。

5 结语

橡胶企业在硫化生产过程中，会产生大量的有机废气，因此，需要对废气进行有效地处理，使其有效达到排放标准。臭氧氧化+碱液喷淋方式对废气的处理效果比较显著，能够使废气中的硫化氢以及非甲烷总烃等污染物进行有效的去除，从而使其能够达到相关规定的排放标准。对废气处理进行研究具有重要的意义，因此，需要相关橡胶企业对其高度重视，降低有机废气对大气环境的影响。