橡胶厂烟气污染成分分析

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     橡胶工业是关系到国计民生、国防军工的重要工业之一，随着汽车工业的快速发展，我国橡胶工业发展迅猛。但是，橡胶工业的快速发展引起的环境污染也令人担忧。笔者从橡胶厂烟气成分分析入手，面对当下环保高压和企业生存、发展的冲突，结合橡胶厂烟气治理的现状和存在的突出问题，针对困扰企业的难点，探讨烟气治理的解决路径。

    一、橡胶工厂的烟气成分

    在橡胶工业生产中，生胶等原材料在炼胶、压延、硫化等工序的高温塑炼和加工过程中，容易产生有害物质。同时，原材料中沸点较低的有机物质也能够被释放出来，从而发生一系列化学反应，产生大量的烟气。橡胶工业废气的主要组成成分是硫化物、挥发性质的有机化合物，其成分的具体组成和含量多变复杂。从当前我国橡胶制品企业情况的调查结果来看，橡胶烟气中污染物成分较多，组成复杂，根据相关资料分析，该种类烟气中的污染物种类达上百种。按照污染物的化学性质可以分为烷烃类、苯类、烯类、有机硫类、有机酸类、酚类等不同的种类。当前，国内外还没有对其组成成分做出准确、全面的鉴定。由于有机化合物和硫化物是产生恶臭的主要物质，导致橡胶废气均有较强烈的、难闻的异味。

    大量的调查和研究发现，橡胶制品排放的废气污染物对人体健康和生态环境危害较重，容易引发人体的呼吸系统、血液神经系统、神经中枢系统等疾病。尤其低挥发性的甲醛、苯、甲苯等，对人的身体健康有严重的影响和伤害。在橡胶工业生产附近的地区，人的特殊疾病以及常见疾病均有较高的发生率。如挥发性的有机物VOCs，当其总质量浓度不超过0.2mg/m3 时，对人体健康不会产生危害;在0.2 mg～0.3 mg/m3时，会导致人体出现刺激等不适应症状;在3 mg～25 mg/m 3 的范围时，人就会出现头痛等其他症状;当超过25mg/m 3 时。那么就会对人体产生明显的毒害性效应。

    1.橡胶烟气的追溯

    对橡胶烟气的认知，要追溯到20世纪80年代。首先是我国的卫生、防疫、劳保等研究部门针对烟气对人体的危害，开展了相关病理实验。二是项目建设前对环境进行环境影响评价时，也要求对橡胶烟气进行监测。三是通过国外橡胶轮胎行业的文献资料，认知了橡胶烟气的危害。

    基于以上3点，对橡胶烟气的认识大致分3个阶段。

    第一阶段：80年代和90年代初，国内科研设计单位开始对烟气进行讨论和研究，同时引起了主管部门的重视，出现材料的替换。尽管当时只是从减少对人体的危害角度考虑，没有关注橡胶烟气异味，这在当时也是了不起的进步。

    第二阶段：90年代中后期，随着外资轮胎企业进入国内及行业主管部门的弱化，烟气问题逐渐淡化。尤其是2000年以后国内轮胎行业井喷式发展，烟气问题关注的就更少，基本处以回避或规避状态。另外，国内外文献资料少有提及。

    第三阶段：随着城市化的推进，人类环保意识的增强，人们对环境的要求不断提高。2011年颁布实施的国家标准《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB 27623-2011)，烟气对环境的影响进一步明确。时至今日，烟气治理已是箭在弦上不得不发。

    2.橡胶烟气的数据来源

    数据主要来源于以下3个方面：一是基于国外文献资料的报道;二是基于项目环境影响评价报告及验收报告;三是基于生产企业委托第三方的检测报告。

    3.橡胶烟气的指标

    (1)炼胶烟气

    非甲烷总烃含量治理较差的企业在20mg/m3以上，一般企业为10mg/m3以上，较好的企业在10mg/m3以下。

    臭气浓度治理较差的企业在2000倍以上，一般企业为2000倍以下，较好的企业在1000倍以下

    (2)硫化烟气

    非甲烷总烃含量在4mg～8mg/m3。臭气浓度在2000倍以上，处理后为500倍。

    厂界的非甲烷总烃含量在2mg～4mg/m3。臭气浓度在20倍以上。

    从指标看，大部分企业和环保要求有差距，因此，必须对橡胶生产中伴随的废气进行有效的治理，使其能达到环境污染排放的标准。

    二、环保高压和企业发展之间的关系

    国家对环保的要求日趋严格。近年来，从国家到行业都对废气治理产业提出了十分明确的目标和要求。2012年，经国务院批准，环保部、国家发改委、财政部联合印发了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，提出全面展开挥发性有机物污染防治工作，确定了重点区域挥发性有机物污染防治目标。

    从企业目前的实际状况看，大部分企业社会责任感增强，企业自身也有做好企业公民的意识和觉悟，坚定了走好低碳、绿色、环保之路的信心。

    三、烟气治理的现状和存在的问题和难点

    但是仍有部分企业处于烟气被动治理的心态，仅仅是为了应付或满足达标的基本要求。而大部分有良知的企业在治理工作中，还面临一些问题和难点急需解决。

    1.治理技术难以选择

    目前由于缺乏技术性法规指导，进入VOCs治理市场的门槛较低，企业在进行治理时不知道选择何种治理技术，已经出现低价中标现象。而草率选择的治理技术不一定适合这个企业的VOCs治理，致使不能实现达标排放，造成工程重复建设。

    VOCs治理公司只与工程公司合作进行VOCs治理还不够，需要联合政府相关部门参与，征得政府相关部门在政策扶持、技术推广和治理组织等方面的支持，建立三方参与的治理结构。

    当前我国VOCs治理总体技术水平不高，有待于国家和企业加大技术研发力度，提升技术水平。

    由于 VOCs所涉及的污染物种类繁多，性质各异，决定了VOCs治理技术体系复杂。国内的主流技术与国外同类技术相比，在技术细节、工艺设计水平、设备材料和制造水平上还存在一定差距。尤其是在规范化设计方面，国内尚没有统一的设计规范约束，致使不同企业的净化设备在性能上存在很大差别。

    膜分离技术、生物技术、低温等离子体技术、光催化技术和光氧化技术是近几年发展起来应用于VOCs净化的新技术。但由于我国欠缺技术基础，对技术的适用范围和使用条件缺乏规律性认识，在工艺设计和净化装备设计上存在很大随意性，造成很多净化设施净化效果差，难以实现达标排放要求。对于这些新技术的应用，应该加大基础研究投入，明确不同技术的治理对象和适用范围，指导技术应用和工程设计。

    在大多数情况下，由于烟气中同时含有多种类型的污染物，需要采用两种或两种以上的技术组合进行综合治理。与国外治理公司相比，目前国内治理企业在技术组合的系统设计上缺乏经验，系统设计能力较弱，难以达到技术集成效果。需要企业在实践中不断积累设计经验，有鉴于此，建议国家对重点行业应该组织进行工程技术示范，优胜劣汰，全面提高工艺设计水平。

    VOCs的污染治理技术体系复杂，对设计人员的综合要求高，需要掌握化学化工、通排风、机械设计、自动控制等专业人才。由于我国VOCs治理工作起步较晚，从事VOCs治理的企业一般规模较小，不注重人才培养，缺乏有经验、综合型从事VOCs治理的人才队伍。国内很多VOCs治理企业只有极少数有经验的设计人员，甚至没有考取环境工程师资格的人员，严重制约了企业的发展。特别是在一些大型VOCs治理工程设计上，国内企业的综合设计水平与国外公司相比，还存在较大差距。

    目前VOCs治理行业结构还不完善，市场上存在低价竞争等现象，相关政策法规、标准还需要完善。

    2. 缺乏烟气治理的整体解决方案

    目前，VOCs治理行业给使用企业普遍提供的是采用末端治理的技术，即收集+治理技术，缺乏烟气治理的整体解决方案。VOCs治理行业在开拓治理市场的同时，要加强自律，提高技术水平，提供优质服务。

    3.工程设计方面的措施

    在治理VOCs污染的工程项目设计中，要重视和研究工况温度、流量、压力等参数变化产生的影响;技术方面，要重视工况温度、工况流量、工况压力等动态变化对治理工程系统的影响;思想方面，要端正对设计目的的认识，克服设计工作中存在的问题，按照国家安全和环保法规要求，完善治理易挥发有机化合物VOCs的项目设计，达到控制VOCs挥发污染的目标。

    四、解决路径

    结合橡胶厂烟气治理的现状和存在的突出问题，针对困扰企业的难点，探讨了解决烟气治理的路径。

    1.生产企业

    首先应该考虑源头减排，推广清洁生产技术，从源头上减少VOCs的使用量和排放量。

    VOCs减排潜力巨大，能密封的，一定要在密闭的空间和设备里进行操作，无组织排放改为有组织排放是未来VOCs控制的趋势;不能密封的，要对无组织排放的节点进行控制。还要对厂界或代表性的点位进行监控，保证不污染周边环境。

    对于末端治理VOCs，选择治理技术工艺时，应该综合评价其是否具备技术可行性和经济合理性。其中，技术上应考虑的因素包括：废气性质(组成、含量、温度、压力等)、要求的废气净化效率、设备运行安全性、可用建设面积、与生产工艺(排污工艺)的协同性、必要的附属设施(如水、电、蒸汽的供给等)。经济效益方面，应该考虑的因素包括设备与工程投资、运行费用和使用周期等。

    对于重点区域、工业园区、重点行业和重点企业的VOCs治理，要统一规划，集中治理。

    2.设备厂家

    我国废气处理产业以企业为主体的废气处理技术创新体系尚不完善，一些核心技术还未完全掌握;企业规模普遍偏小，产业集中度低，骨干企业带动作用有待进一步提高;废气处理法规和标准体系、服务体系也不健全。虽然市场广阔、需求巨大，但是作为新兴产业，废气处理产业总体上还处于产业发展的初期。

    3.整体解决方案

    末端治理只是VOCs治理的一部分，需要从生产等环节做起，进行全过程治理。

    (1)前期准备。收集有关资料，详细调查分析企业的生产、产排污情况，列出全厂异味物质清单、产生及排放异味物质的污染源清单，并编制详细工作计划。

    (2)环境质量摸底监测。对厂外居民区、厂界环境和厂内办公区等重要区域的环境本底进行摸底监测，了解环境污染现状水平和主要超标物质等现状。

    (3)全厂废气产排污调查。通过实测、平衡计算或类比分析等手段，对全厂的废气产排情况进行全面监测，并调查各污染源的主要排放方式和排放参数，包括全部有组织、无组织(含设备泄漏)的废气排放源。

    (4)建模预测。调查该区域气象条件，以排污调查结果为排放源，预测分析全厂异味污染贡献及主要贡献源情况。

    (5)提出削减控制要求。以异味物质环境感官阈值浓度质量标准限值，根据全厂各废气污染源的污染贡献预测结果，推演提出各主要废气污染源的削减控制要求。

    (6)制定整改方案。根据模拟预测推演提出的各主要废气污染源的削减要求，制定各主要污染源对应的具体整改方案。

    (7)实施整改并验证。实施各项整改方案后，对整套整改方案的实施效果进行验证分析。对厂外居民区、厂界环境和厂内办公区等重要区域的环境质量监测，分析方案实施前后环境质量变化情况是否达到了既定环境目标。同时，提出企业后期的生产运行和环保管理的保障措施建议。