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橡胶轮胎行业VOCs治理工艺提标改造
橡胶轮胎制造行业的VOCs废气是来了一轮又一轮,不少VOCs治理企业靠这个行业资源获取了不少订单,特别是前几年等离子光催化盛行的时候。但观察这几年的招投标等,轮胎行业的VOCs治理一直都在提标改造中,之前大量应用的等离子、光催化光氧化等设备,目前已经遭到环保部门的禁用。现在主流的处理工艺是转轮+RTO催化燃烧,高昂的运营成本是否是适用橡胶轮胎行业的最优技术?现在到底有没有更好的方法解决各轮胎制造企业的痛点?
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。
针对这种低浓度且异味较大的情况,我们中仁环境推出了一种新的替代工艺—ZR.NTY冷催化处理系统。
‘ZR’代表中仁环境科技有限公司。
‘N’代表浓缩吸附,使用活性炭、沸石块等可以吸附废气VOC的吸附材料吸附废气,大风量的有机废气经过前处理过滤,废气通过活性炭吸附,VOC分子被吸附在蜂窝活性炭或吸附材料孔道表面,经过吸附后的废气可实现达标排放。
‘T’代表脱附,活性炭在经过一段时间的吸附,达到预定设计的时间参数或吸收浓度,再使用低温分解脱附纯净能量的低温气体≤50℃(高安全性)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中催化氧化处理,废气催化罐为闭式循环处理,活性炭箱中的有机废气经过多次闭式处理,在达到设计的要求与时间,活性炭箱的循环气体经过净化后可达标排放。
‘Y’代表氧化催化分解,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。
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。
在实际应用中,该技术已被广泛应用于化工、医药、印染、涂料等多个行业,并得到了良好的反馈。许多企业反馈,采用该技术后,不仅废气处理效果显著提升,而且运行成本大大降低,实现了经济效益和环保效益的双赢。
展望未来,随着环保要求的日益严格和技术的不断进步,该技术在有机废气处理领域的应用前景将更加广阔。我们有理由相信,在不久的将来,这一技术将为更多企业带来环保与经济效益的双重提升。
来源:东莞市中仁环境科技有限公司
标签:   橡胶轮胎废气处理 冷催化 催化燃烧
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