橡胶轮胎制造的VOCs废气处理情况及痛难点

橡胶轮胎厂是专门从事轮胎生产的企业，其生产过程涉及多个环节，包括原料准备、混炼、压延、成型、硫化等。这些环节共同协作，将橡胶等原材料加工成符合标准的轮胎产品。

一、橡胶轮胎厂废气来源特点

橡胶轮胎厂废气主要来源于炼胶车间和硫化车间，这些废气的特点如下：

排放量大：由于轮胎生产过程中的各个环节都可能产生废气，且生产规模大，因此废气排放量相对较大。

污染成分复杂多变：废气中含有多种污染物，包括恶臭气体、炭黑粉尘、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙苯等有机化合物，以及二硫化碳、硫化氢等无机化合物。这些污染物成分复杂，且可能随着生产条件和原料的变化而发生变化。

影响广泛：由于废气排放量大且成分复杂，对环境和人体健康的影响较为广泛。长期接触这些废气可能导致呼吸系统疾病、皮肤疾病等健康问题，同时也会对周边生态环境造成污染。

二、橡胶行业VOCs废气处理现状

1、繁杂多样的治理工艺，难以精准选择

环保政策日益严格，原有的等离子、光催化、水洗喷淋等简单工艺已不能满足排放要求，这就需要橡胶轮胎企业选择更加合适、高效的废气解决方案。

目前废气治理工艺多样，大部分产污企业不知道如何针对自身生产工况和废气特点选择合适、高效的治理技术，导致很多企业花费巨额投资后不仅无法达到理想的处理效果，甚至增加运行成本或产生二次投资。

轮胎行业VOCs排放源情况及痛难点

我们先来看看VOCs排放源的情况。轮胎生产可分为胶料制造、半成品制造（含压出、压延、裁断、胎圈制造）、成型、硫化及成品检测等5个工序。

在轮胎生产过程中产生的废气，含有90%以上的挥发性有机化合物，其中：

1、胶料制造（俗称混炼）工序产生大量烟气、颗粒物粉尘和挥发性 有机物（VOCs）等物质。混炼产生的悬浮颗粒物在空气中长时间悬浮，会形成气溶胶；各种有机烃类和苯类对人体和环境产生 巨大的危害，该阶段是轮胎制造过程中产生污染物量较大的工段。

2、其它工序{半成品制造（含压出、压延、裁断、胎圈制造）、成型、硫化及成品检测}：浓度较低，如压延、挤出废气有少量的非甲烷总烃、CS,和HS产生。硫化废气中，硫化加热范围为160℃~180℃，胶料中的挥发物大量释放，形成烟气，成分复杂，其中含量较多的是二氧化碳、二氧化硫、烷烃、芳烃、多环芳烃、有机酸、酚类等物质。硫化废气成分复杂、风量大、浓度低、嗅阈低，一直是橡胶行业治理的难题。

3、那这个浓度低，到底有多低呢？到底有什么组成呢？下面来看一则工况分析，以痛难点集中的硫化工段为例，供大家参考：轮胎硫化烟气主要包括脂肪族化合物、芳香族化合物、胺物化合物、含硫化合物、水蒸气(如下表)，具体为正已烷、甲苯、乙苯、苯乙烯、苯酚、苯胺、二硫化碳等数十种有机化合物。

成分很多，大绝对多数都是个位数都不到的ug级别，因此，这么大风量低浓度的VOCs废气，用转轮浓缩后其浓度还是很低，需要耗费大量的天然气等热源去达到RTO的运行温度。此外，达标要求10mg，本来是低浓度废气后经浓缩后，若RTO处理效率较低，反而增加了不达标的风险。

2、聚焦末端治理，却忽略无组织废气收集

大部分产污和环保企业只关注末端处理设施是否达标，而忽略了多点无组织废气的收集系统设计，导致废气逸散严重，产生治标不治本的情况。

3、缺乏整体规划，忽略不同生产工序中的废气差异性

较多企业忽略了不同工序废气的不同工况，没有对企业各个废气源进行细致的分析和整体的规划，将所有废气混在一起粗暴的采用同种工艺进行处理。工艺路线没有针对性，就导致高浓度废气源治理不达标，低浓度废气源过度处理浪费能源等情况。

三、橡胶轮胎厂废气处理工艺

针对橡胶轮胎厂废气的特点，常用的废气处理工艺包括以下几种：

旋流塔+油烟净化器+光催化氧化工艺：该工艺通过旋流塔去除废气中的颗粒物和大部分油雾，然后通过油烟净化器进一步净化，最后利用光催化氧化技术将废气中的有机物分解为无害物质。

生物法：利用微生物的代谢作用将废气中的有机物转化为无害物质。该方法适用于处理低浓度、大流量的有机废气。

吸收法：通过液体吸收剂与废气中的污染物发生化学反应或物理作用，将污染物从废气中分离出来。该方法适用于处理易溶于吸收剂的废气。

吸附法：利用多孔固体吸附剂（如活性炭）的强大吸附能力，将废气中的有机物吸附在吸附剂表面，从而实现废气的净化。该方法适用于处理大风量、低浓度的有机废气。

等离子除臭法：利用等离子体发生器产生的高能电子和离子与废气中的污染物发生碰撞和反应，将污染物分解为无害物质。该方法具有处理效率高、适应性强等优点。

催化燃烧法：在高温及催化剂的作用下，将废气中的有机物完全燃烧分解为无害的二氧化碳和水。该方法适用于处理高浓度的有机废气。

低温催化处理法

冷催化释义：目前市场上浓缩、脱附、催化燃烧这样的工艺，都是浓缩后高温脱附≥100℃以上温度，这样的温度具有下几个问题：

1、温度高代表能量大，消耗的热能很多，耗电或天然气 ，运行成本相对高出很多。

2、大部分VOC废气经过浓缩后，经过高温脱附，部分废气浓度较高，有燃烧爆炸的风险，目前市场实际情况有较多爆炸燃烧案例产生，安全指数较低。

3、投资费用较高，运行费用较高 ，维护专业性较高的三高处理方式。

冷催化表面意思是浓缩后脱附出来的高浓度废气低温催化处理，处理温度最高≦50℃，催化温度初始为环境温度，经过一段时间的闭式循环后，温度锁定在≦50℃，由于本技术不需要高温脱附分解，在温度升到50℃时（基本不会持续升温），系统启动风冷散热模块，对系统降温达到安全运行目的，散热风扇模块耗电极低。

优点：适用于有机废气分解处理，与市场上的RTO\RCO比较，≦50℃温度脱附安全性大大提高，投资费用相对于市场上的RTO\RCO投资较低，运行成本是市场上的RTO\RCO的30%-40%。

此外，该技术的环保效益显著。在脱附与分解过程中，有机物被完全转化为二氧化碳和水，不会产生任何二次污染，极大地降低了对环境的负面影响。与此同时，由于其低温脱附的特性，减少了能源消耗，使得整个处理过程更为节能环保。

此外，该技术的灵活性也值得一提。由于其吸附材料（如活性炭、沸石、纳米矿晶、石墨石等）的多样性，该技术可以针对不同类型的有机废气进行定制化处理，大大提高了其适用范围。同时，其闭式循环脱附的设计也使得处理过程更为安全，避免了废气泄漏的风险。

低温的冷催化分解能量将吸附的 VOC分子脱附出来，形成高浓度废气，脱附后的高浓度废气进入有机废气催化罐后再进入分解罐氧化闭式大循环处理，活性炭箱中的脱附有机废气经过多次催化罐与氧化罐催化氧化分解处理，在达到设定的参数要求后，经过多次循环的循环气体达到净化排放要求后达标排放，废气经过整个系统浓缩、脱附、催化氧化、分解后，废气形成二氧化碳与水，水沉积在活性炭箱底部，在吸附循环过程中被吸附蒸发，全程不排废水。

橡胶轮胎厂废气处理案例

以下是几个橡胶轮胎厂废气处理的案例：

某大型轮胎制造有限公司：采用“湿式洗涤塔+活性炭吸附+RTO焚烧”的组合工艺处理废气。首先通过湿式洗涤塔去除废气中的粉尘和部分有害气体，然后通过活性炭吸附设备吸附VOCs，最后将吸附饱和的活性炭进行热力再生，释放出的高浓度VOCs气体进入蓄热式热氧化炉（RTO）进行高温燃烧分解。

某知名轮胎生产商：采用“高效布袋除尘器+转轮浓缩+催化燃烧”工艺处理废气。该工艺通过布袋除尘器去除废气中的颗粒物，然后利用转轮浓缩技术将低浓度的VOCs浓缩为高浓度气体，最后通过催化燃烧技术将浓缩后的气体完全燃烧分解为无害物质。

某国际轮胎制造集团分公司：针对硫化废气采用“双碱法脱硫+生物脱臭”技术路线。先通过双碱法脱硫塔去除硫化氢、二氧化硫等硫化物，再利用生物滤池进行二次处理去除残余硫化氢及恶臭气体。该方法结合了化学脱硫和生物脱臭的优点，实现了对硫化废气的有效处理。

废气治理效果

通过采用上述废气处理技术，轮胎厂废气治理取得了显著的效果。一方面，废气中的有机物得到了有效去除，大大降低了对大气环境的污染；废气中的硫化氢和二氧化硫得到了有效处理，减少了对环境和人体健康的危害。

同时，这些技术的使用还使得轮胎厂在生产过程中的能源利用效率得到了提高，降低了生产成本，实现了经济效益和环境效益的双赢。

然而，尽管我们已经取得了显著的成果，但我们不能忽视废气治理仍然面临的挑战。随着环保要求的不断提高，轮胎厂需要进一步提高废气治理的效率和效果，以满足更严格的环保标准。此外，废气治理技术的研发和创新也是未来发展的重要方向，以应对不断变化的废气成分和排放标准。

因此，轮胎厂废气治理是一个持续不断的过程，需要我们在保护环境的同时，不断提高技术水平，加强技术研发和创新，以实现轮胎产业的可持续发展。只有这样，我们才能在保护环境的同时，推动轮胎产业的健康发展，为人类的未来创造更加美好的生活环境。

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