橡胶厂硫化废气来源、成分及处理案例详解

一、硫化废气来源

硫化工艺反应

橡胶硫化过程中，胶料中的硫化剂（如硫磺）、促进剂及添加剂在高温（160℃~180℃）下发生热解和化学反应，释放挥发性有机物（VOCs）和含硫化合物。

典型反应：硫化剂与橡胶分子交联生成低分子挥发物（如H₂S、CS₂），同时添加剂（如防老剂、增塑剂）挥发产生有机废气。

生产工序逸散

烘胶、塑炼、密炼工段：高温或机械剪切作用导致原料挥发，产生含硫化合物及有机废气。

设备泄漏：生产过程中少量烃类气体逸出，加剧废气污染。

原料与配方影响

橡胶配方中硫化剂、促进剂的类型及用量直接影响废气成分。例如，使用硫磺硫化体系易产生H₂S，而使用过氧化物硫化体系可能产生醇类、酮类废气。

二、硫化废气成分

硫化废气成分复杂，主要包含以下几类：

类别

典型成分

含硫化合物    硫化氢（H₂S）、二硫化碳（CS₂）、硫醇类（如甲硫醇）、硫醚类（如二甲硫醚）    

VOCs    非甲烷总烃（NMHC）、苯系物（苯、甲苯、二甲苯）、烷烃、芳香烃、醛类（如甲醛）、酮类（如丙酮）    

颗粒物    炭黑、粉尘（如橡胶碎屑、氧化锌颗粒）    

其他成分    氨气（NH₃）、氮氧化物（NOₓ）、恶臭气体（如吲哚类）    

特性：

废气温度高（40℃~80℃），含油性颗粒物，易燃易爆（如H₂S与空气混合达爆炸极限）。

臭气浓度高，对周边环境和人体健康构成威胁。

三、硫化废气处理案例

案例1：浙江某橡胶股份有限公司

废气量：150,000 m³/h，含颗粒物、NMHC、H₂S、CS₂、臭气。

处理工艺：

水喷淋：去除大颗粒尘粒及焦油，降低风温。

静电除油：高压电场捕集微小油烟颗粒。

干式过滤：进一步去除小颗粒粉尘。

活性炭吸附+催化燃烧：活性炭吸附有机物后，脱附废气经催化燃烧氧化为CO₂和H₂O，余热回收用于脱附。

排放标准：《橡胶制品工业污染物排放标准》（GB 27632-2011）。

效果：NMHC排放浓度≤10 mg/m³，H₂S≤0.33 kg/h，臭气浓度≤2000，远低于国标。

案例2：国际轮胎制造集团分公司

废气成分：硫化合物（H₂S、SO₂）、粉尘（炭黑）、含氮化合物、烃类。

处理工艺：

双碱法脱硫：利用NaOH/Na₂CO₃溶液吸收H₂S、SO₂。

生物脱臭：生物滤池中微生物降解残余硫化物及恶臭气体。

效果：高效去除硫化物及恶臭气体，排放符合标准，运行成本低。

案例3：某橡胶制品企业改造项目

原有工艺缺陷：两级喷淋+两级活性炭组合技术因活性炭饱和导致处理效率下降。

改造工艺：

两级碱喷淋：吸收H₂S等酸性气体及部分VOCs。

两级活性炭吸附：去除难溶于水的有机物。

光催化除臭：紫外光与陶瓷基光催化剂彻底矿化残留有机物。

效果：油烟、H₂S、NMHC、臭气浓度分别降至6.23、0.006、0.18 mg/m³、217，处理效率达92%、89%、99%、90%。

案例4：大型轮胎制造公司

处理工艺：

湿式洗涤塔：去除粉尘和部分有害气体。

活性炭吸附：吸附VOCs后热力再生。

RTO焚烧：高浓度废气经蓄热式热氧化炉高温燃烧分解。

效果：VOCs去除率>90%，排放浓度远低于国标，余热回收降低能耗。

四、处理技术特点

预处理关键性

喷淋塔水洗可去除80%以上颗粒物及部分酸性气体，降低后续设备负荷。

静电除油对微小油滴去除效率达95%以上。

吸附与催化协同

活性炭吸附对VOCs去除率60%~80%，催化燃烧可将有机物彻底氧化为CO₂和H₂O，热回收效率>95%。

生物与化学结合

双碱法脱硫效率>90%，生物滤池对残余恶臭气体去除率达80%~90%。

光催化技术突破

陶瓷基光催化剂比表面积大（500~700 m²/g），紫外光下可矿化难降解有机物，处理效率提升30%以上。

五、总结

橡胶厂硫化废气处理需根据废气成分、浓度及排放标准选择组合工艺。常见技术路线包括：

低浓度废气：喷淋+活性炭吸附+生物脱臭（成本低，效率适中）。

高浓度废气：喷淋+催化燃烧/RTO（效率高，余热回收）。

复杂成分废气：喷淋+活性炭+光催化（彻底矿化有机物，避免二次污染）。

通过科学合理的工艺设计，可实现硫化废气达标排放，推动橡胶行业绿色可持续发展。