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橡膠廢氣處理中催化氧化技術探討

       在橡膠工業生產中,其廢氣的90%以上為揮發性有機物,該物質對大氣會產生嚴重的危害,也影響到周邊居民的身體健康[1]。我國國內的石油化工生產企業對待廢氣的方式,往往是降低濃度后進行排放或者不經過任何處理就直接排放,危害十分嚴重。因此,對橡膠生產中伴隨的廢氣進行揮發性有機物的清理是十分重要的課題[2],本文將重點探討如何利用催化氧化技術對橡膠廢氣進行有效處理。
  1 橡膠生產的廢氣來源
  在我國的石油化工生產企業中,橡膠的生產全過程具有四個步驟,(1)聚合、(2)回收、(3)凝聚,(4)后處理,后處理的主要任務是對上一個單元中的橡膠顆粒進行脫水處理,并進行干燥,在這個過程中一共有四處會伴隨廢氣的產生,分別是進料口與螺桿擠壓機處排放的閃蒸氣,還有在利用風力輸送固體的過程中與對固體顆粒進行干燥的過程中產生的排放氣體,這四處都會產生相似成分的廢氣,主要成分有乙烷、水汽、油霧與伴隨揮發的固體顆粒。
  2 橡膠廢氣的處理技術
  在橡膠生產的排放廢氣上,已經形成了些有效的處理方式,但由于處理方式不同,在處理的效果上與優缺點上也不相同,這幾種方法與催化氧化方法相比都具有一定的不足。
  熱力燃燒法具有較高的處理效率,可以一次處理濃度較大的廢氣,但是處理過程也需要大量燃料消耗,且必須連續進行,伴隨氮氧化物的排放,因此成本較高;生物處理法能夠處理較低濃度的廢氣,并且具有低成本的優勢,但是在高濃度廢氣的處理效果上并不好,需要占用大量的空間,生物環境較難獲得,因此也不方便;催化氧化是一種在特定壓力和溫度條件下,運用金屬材料作為催化劑,將橡膠廢氣中的物質與空氣、氧氣等氧化劑物質進行氧化反應的處理工藝,該種方法與上述兩種方法相比具有明顯的優勢,它的處理效率很高,可以一次處理較高濃度的廢氣,并且不需要較高的溫度條件,成本也比較低廉,唯一的缺陷是隨著處理過程的進行,廢氣中會含有多種粒狀物使催化劑中毒,從而降低處理的效率。
  催化氧化技術在橡膠廢氣中的處理也并不是單一使用的,在實際的處理過程中,必須采用多種處理方式配合使用的途徑,才能夠最有效地對廢氣進行處理。在以催化氧化技術為主的處理工藝中,氣體總的處理流程為先進行廢氣的收集與預處理,然后對其進行冷凝,接著對其進行催化氧化,最后在達標的情況下將廢氣進行排放。
  處理技術流程為:
  (1)在進料口與擠壓機的出口處將產生的廢氣進行收集,這時閃蒸氣會進入一級的冷凝處理,在冷凝的過程中會產生冷凝水,冷凝水會通過特殊方式進行收集待處理。
  (2)是二級冷凝處理,也就是在上一級冷凝的基礎上進行進一步冷凝,以提高冷凝處理的效果,在這個處理的過程中會產生環乙烷,環乙烷作為一種化工原料可以進行收集再利用,這時前兩級的廢氣已經得到了充分的冷凝處理;除霧處理,在風力輸送固體的過程中與吹熱風對顆粒進行干燥過程中產生的廢氣會被收集進來進行集中除霧處理。在除霧處理中,會產生橡膠生產中使用的填充油,在此可以進行收集和再利用,這時所有的廢氣都已得到充分收集。
  (3)收集到的廢氣會通過蒸汽換熱器的方式進行加熱,加熱的作用是加大催化氧化的處理效率,在熱的廢氣得到催化氧化后,氣體需要進行一次循環以降升溫后攜帶的熱量傳遞給未處理的廢氣部分,這個過程可以有效降低能耗,節約熱能成本,在利用金屬催化劑,常壓狀態下與空氣中的氧氣等氧化劑多次的催化氧化反應處理后,廢氣可以達到化工企業的排放標準,最后被排放至大氣中,也可將其送入熱風干燥系統中,利用其攜帶的熱量進行干燥處理,該處理方式可以有效降低生產的成本,實現合理化廢氣利用[3]。
  表中展示了筆者所在的公司進行的橡膠廢氣催化氧化處理對其中的非甲烷總烴與環乙烷的處理效果:
  根據筆者所在的杭州梵林環保設備有限公司的處理實踐,表中呈現的數據充分證明了催化氧化處理可以獲得良好的處理效果,在催化氧化反應設備的入口239-257℃,出口381-455℃情況下,其催化氧化處理可以以98%的效率去除廢氣中的非甲烷總烴與環乙烷,處理后的廢氣完全達到國家所規定的《煉油與石油化學工業大氣污染物排放標準》要求,為石油化工企業的橡膠生產產生可觀的經濟效益。
  3 總結
  催化氧化技術為石油化工企業的橡膠生產中廢氣排放提供了有效的處理方式,通過四步的處理工藝,能夠有效減少廢氣中的揮發性有機物,減少對大氣的污染,保證了人們的身體健康,還可以為企業創造可觀的經濟效益。
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