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橡胶废气处理中催化氧化技术探讨

       在橡胶工业生产中,其废气的90%以上为挥发性有机物,该物质对大气会产生严重的危害,也影响到周边居民的身体健康[1]。我国国内的石油化工生产企业对待废气的方式,往往是降低浓度后进行排放或者不经过任何处理就直接排放,危害十分严重。因此,对橡胶生产中伴随的废气进行挥发性有机物的清理是十分重要的课题[2],本文将重点探讨如何利用催化氧化技术对橡胶废气进行有效处理。
  1 橡胶生产的废气来源
  在我国的石油化工生产企业中,橡胶的生产全过程具有四个步骤,(1)聚合、(2)回收、(3)凝聚,(4)后处理,后处理的主要任务是对上一个单元中的橡胶颗粒进行脱水处理,并进行干燥,在这个过程中一共有四处会伴随废气的产生,分别是进料口与螺杆挤压机处排放的闪蒸气,还有在利用风力输送固体的过程中与对固体颗粒进行干燥的过程中产生的排放气体,这四处都会产生相似成分的废气,主要成分有乙烷、水汽、油雾与伴随挥发的固体颗粒。
  2 橡胶废气的处理技术
  在橡胶生产的排放废气上,已经形成了些有效的处理方式,但由于处理方式不同,在处理的效果上与优缺点上也不相同,这几种方法与催化氧化方法相比都具有一定的不足。
  热力燃烧法具有较高的处理效率,可以一次处理浓度较大的废气,但是处理过程也需要大量燃料消耗,且必须连续进行,伴随氮氧化物的排放,因此成本较高;生物处理法能够处理较低浓度的废气,并且具有低成本的优势,但是在高浓度废气的处理效果上并不好,需要占用大量的空间,生物环境较难获得,因此也不方便;催化氧化是一种在特定压力和温度条件下,运用金属材料作为催化剂,将橡胶废气中的物质与空气、氧气等氧化剂物质进行氧化反应的处理工艺,该种方法与上述两种方法相比具有明显的优势,它的处理效率很高,可以一次处理较高浓度的废气,并且不需要较高的温度条件,成本也比较低廉,唯一的缺陷是随着处理过程的进行,废气中会含有多种粒状物使催化剂中毒,从而降低处理的效率。
  催化氧化技术在橡胶废气中的处理也并不是单一使用的,在实际的处理过程中,必须采用多种处理方式配合使用的途径,才能够最有效地对废气进行处理。在以催化氧化技术为主的处理工艺中,气体总的处理流程为先进行废气的收集与预处理,然后对其进行冷凝,接着对其进行催化氧化,最后在达标的情况下将废气进行排放。
  处理技术流程为:
  (1)在进料口与挤压机的出口处将产生的废气进行收集,这时闪蒸气会进入一级的冷凝处理,在冷凝的过程中会产生冷凝水,冷凝水会通过特殊方式进行收集待处理。
  (2)是二级冷凝处理,也就是在上一级冷凝的基础上进行进一步冷凝,以提高冷凝处理的效果,在这个处理的过程中会产生环乙烷,环乙烷作为一种化工原料可以进行收集再利用,这时前两级的废气已经得到了充分的冷凝处理;除雾处理,在风力输送固体的过程中与吹热风对颗粒进行干燥过程中产生的废气会被收集进来进行集中除雾处理。在除雾处理中,会产生橡胶生产中使用的填充油,在此可以进行收集和再利用,这时所有的废气都已得到充分收集。
  (3)收集到的废气会通过蒸汽换热器的方式进行加热,加热的作用是加大催化氧化的处理效率,在热的废气得到催化氧化后,气体需要进行一次循环以降升温后携带的热量传递给未处理的废气部分,这个过程可以有效降低能耗,节约热能成本,在利用金属催化剂,常压状态下与空气中的氧气等氧化剂多次的催化氧化反应处理后,废气可以达到化工企业的排放标准,最后被排放至大气中,也可将其送入热风干燥系统中,利用其携带的热量进行干燥处理,该处理方式可以有效降低生产的成本,实现合理化废气利用[3]。
  表中展示了笔者所在的公司进行的橡胶废气催化氧化处理对其中的非甲烷总烃与环乙烷的处理效果:
  根据笔者所在的杭州梵林环保设备有限公司的处理实践,表中呈现的数据充分证明了催化氧化处理可以获得良好的处理效果,在催化氧化反应设备的入口239-257℃,出口381-455℃情况下,其催化氧化处理可以以98%的效率去除废气中的非甲烷总烃与环乙烷,处理后的废气完全达到国家所规定的《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》要求,为石油化工企业的橡胶生产产生可观的经济效益。
  3 总结
  催化氧化技术为石油化工企业的橡胶生产中废气排放提供了有效的处理方式,通过四步的处理工艺,能够有效减少废气中的挥发性有机物,减少对大气的污染,保证了人们的身体健康,还可以为企业创造可观的经济效益。
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