浸胶VOC 废气治理工程的设计与运行研究

吴 雨，吴 伟，宋婷婷

（浙江省环境工程有限公司，浙江 杭州 310012）

某橡胶生产加工企业，在对纤维织物进行做浸胶、烘干处理的过程中，会释放出较多的VOC 废气，如果对这些VOC 废气缺乏有效的治理方式，任凭其排放到空气之中，必然会对环境造成较为恶劣的影响，同时也无法达到当前国家制定的相关废气排放标准。因此需结合该企业的实际生产情况，设计合适的VOC 废气治理方案。

1 橡胶生产过程中VOC 废气产生主要来源

对该橡胶生产加工企业的生产过程展开分析，其中VOC 废气产生主要集中于以下几个环节：（1）生胶在高温作用下，释放出烷烃和烯烃衍生物。如当前较为常见的天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶等，当其处于高温塑炼、高温氧化反应之下，都可能发生分解产生部分含有较强毒性且易挥发的有机废气。（2）生产过程中所采用有机溶剂出现挥发，由此产生VOC 废气。另外，橡胶在进行生产的过程中常采用汽油作为生产的有机稀释剂，这些稀释剂自身在温度、压力等条件作用下，也会释放出部分VOC 废气。（3）热反应生成VOC 废气。在橡胶生产过程中，浸胶、烘干处理是十分重要的加工环节，但是在该环节中由于热力作用，也使得其产生VOC 废气较多，因此该橡胶生产企业将VOC 废气治理主要集中于此环节之中，并设计出对应的VOC 废气治理方案。

2 浸胶VOC 废气治理工程设计

2.1 工程设计概况

该橡胶生产企业共有三条生产线，考虑到VOC 废气产生点主要在于浸胶、烘干处理环节，因此在设计VOC 废气处理点时，应尽可能使其靠近该加工环节，以便于及时对VOC 废气做出收集处理，同时通过管道收集其它加工生产环节产生的少来那个VOC 废气，利用风机输送至该处理点做统一性处理。结合该橡胶生产企业的设备布局、用地情况来看，将VOC 废气治理塔置于屋顶有较高的可行性，不仅有效降低对地面面积的使用，同时在房屋承载能管理也能够满足VOC 废气治理塔。

2.2 浸胶VOC 废气治理工艺流程

生产中所产生废气在进入一级降温塔处理前温度约在130 ℃，经降温处理后VOC 废气温度通常下降40 ～50℃，同时能够将废气中含有的一些杂质去除。然后将VOC 废气从洗涤塔的下部通入，采用废气吸收工艺，并在洗涤塔中喷淋吸收液。此时VOC 废气从下部向上流动，与喷淋液发生充分的接触，能够十分有效地吸收VOC 废气，使得净化的效率得到提升。同时喷淋液在下落到塔底时，自动进入到塔底的循环液槽之中，可实现对喷淋液的回收利用，从而提升对喷淋液的利用效率，降低VOC 废气的治理成本。浸胶VOC 废气治理的工艺流程如图1 所示。

图1 浸胶VOC 废气治理工艺流程图

2.3 浸胶VOC 废气治理工艺设计

对浸胶VOC 废气治理工艺做具体的研究，主要包括以下一些环节：

（1）生产废气收集。废气收集主要包括三条生产线浸胶VOC 废气，同时也包含前期生产环节产生的VOC废气，将其统一收集起来。整个过程为避免VOC 废气出现泄流，应使系统内部和外部环境保持负压状态，然后将收集完成后的废气统一输送到一级降温塔之中。

（2）一级降温塔处理。一级降温塔主要起到两方面的作用：其一，降低浸胶VOC 废气的温度；其二，通过其内部的喷淋系统将VOC 废气中包含的颗粒物、杂质等去除，为后期二级洗涤净化处理做好准备。

（3）洗涤塔。洗涤塔属于浸胶VOC 废气治理系统中的重要组成部分，其设计对最终的净化质量影响较大。在设计中将洗涤塔设计为圆形湍球吸收塔，并使其内部的填料处于流化状态，以此种设计方式，不仅有助于提升净化的效率，而且有助于提升洗涤塔的使用寿命。对洗涤塔的结构进行细分，其主要包括喷淋层、填料层、进风口、出风口、循环槽等。

（4）废气排出系统。VOC 废气在经过前期处理之后，设置废气浓度自动检测装置，在各项指标达到环保要求之后，将废气通过高烟囱排出；如果经检测未达到要求，废气需再次回收进行重复性处理，直到达到标准为止。

（5）离心风机。为了有效收集各生产产线的浸胶VOC 废气和其它环节的废气，在系统中设置离心风机，并通过变频装置根据收集VOC 废气量来做出转速调整，达到节能降耗，提升工作效率的作用。

（6）自动喷淋系统设计。在该浸胶VOC 废气治理系统中，主要采用的是VOC 废气吸收处理技术，自动喷淋系统是保证吸收剂不断循环的关键。自动喷淋系统的动力由循环泵提供，经内部设置管道实现循环，为保证喷淋的均匀性，对喷嘴做特殊设置。在控制方面，自动喷淋系统循环泵与离心风机实现联动，为避免喷淋中产生油污损坏循环泵，在循环泵前装设过滤装置，对进入循环泵的吸收剂进行过滤，并定期拆卸该过滤装置进行清洗或更换。

（7）冷却系统、排放系统、补给系统。一级降温塔和洗涤塔运行过程中都存在着热量上的交换，为达到较好的冷却降温效果，在系统中设置有水式冷凝系统，将吸收剂通过管道输入该系统中完成冷却。排放系统和补给系统主要是基于吸收剂在工作一段时间后，其对VOC废气的吸收效率将会出现降低，此时需要将系统中达到饱和状态的吸收剂排出，并对其做回收处理，同时向系统中注入新的吸收剂，以保证系统将会VOC 废气的效果。

3 浸胶VOC 废气治理系统的运行

该橡胶厂浸胶VOC 废气治理系统在运行的过程中，所需投入的费用主要分为以下几个部分：设备运转电费、吸收剂费用、人工费、设备维护保养费用。

（1）设备运转电费主要包括喷淋循环水泵2 台（一级降温塔和洗涤塔）、离心风机、增压水泵、冷却水泵、喷淋水泵等生的电费产对这些设备的使用功率做粗略估算，在正常运转工作情况下，总耗电量在62kW/h，按照工厂用电每度0.6 元，每天平均运行时间10h 进行计算，每天需要耗费电费约372 元。

（2）吸收剂费用为每次进行更换时产生的消耗，经实际运行来看，大约5d 时间进行一次更换，每次更换吸收剂量为20m³，每立方米水按照3 元计价，则系统每运行5d 时间需要费用为30 元，平均每天需要水费在6 元左右。

（3）人工费用主要为工作人员的薪酬。为确保该系统运行的安全性，该橡胶厂安排1 名工作人员对系统进行维护，薪酬每月4500 元，每天所需费用150 元。

（4）设备维护保养费。设备在运行的过程中出现故障，如阀门损坏、水泵故障等，在这方面投入费用每年在5 万元左右。

由此可以看出浸胶VOC 废气治理工程在运行的过程中，每年所需花费（按每年330 天计算）电费122760元、吸收剂费用1980 元、人工费用54000 元、设备维护保养费50000 元，因此每年运行费用为228740 元。

4 浸胶VOC 废气治理系统的运行效果

当浸胶VOC 废气治理系统处于正常工作状态时，对浸胶VOC 废气进入流量总量和各成分含量进行检测，然后通过该系统之后，在出口位置再次对废气总量和各成分含量做出检测，检测结果如表1 所示。从表中的数据结果来看，该系统VOC 的实际去除率达到82.6%，达到当地市环保局的废弃排放标准80%以上。通过对该系统的运用，在很大程度上降低对周边环境造成的污染。

表1 进出系统VOC 气体含量 单位：mg/m3

5 结束语

综上所述，喷淋吸收法是一种较为有效的处理浸胶VOC 废气方法，该方法不仅具有较小的投资建设成本，而且后期的运行费用相对较低，系统运行维护相对简单，所治理的效果也较好，由此可见采用该方法进行浸胶VOC 废气治理有着较高的推广应用价值。