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橡膠廠煙氣污染成分分析
橡膠工業是關系到國計民生、國防的重要工業之一,隨著汽車工業的快速發展,我國橡膠工業發展迅猛。但是,橡膠工業的快速發展引起的環境污染也令人擔憂。筆者從橡膠廠煙氣成分分析入手,面對當下環保高壓和企業生存、發展的沖突,結合橡膠廠煙氣治理的現狀和存在的突出問題,針對困擾企業的難點,探討煙氣治理的解決路徑。
一、橡膠工廠的煙氣成分
在橡膠工業生產中,生膠等原材料在煉膠、壓延、硫化等工序的高溫塑煉和加工過程中,容易產生有害物質。同時,原材料中沸點較低的有機物質也能夠被釋放出來,從而發生一系列化學反應,產生的煙氣。橡膠工業廢氣的主要組成成分是硫化物、揮發性質的有機化合物,其成分的具體組成和含量多變復雜。從當前我國橡膠制品企業情況的調查結果來看,橡膠煙氣中污染物成分較多,組成復雜,根據相關資料分析,該種類煙氣中的污染物種類達上百種。按照污染物的化學性質可以分為烷烴類、苯類、烯類、有機硫類、有機酸類、酚類等不同的種類。當前,國內外還沒有對其組成成分做出、的鑒定。由于有機化合物和硫化物是產生惡臭的主要物質,導致橡膠廢氣均有較強烈的、難聞的異味。
的調查和研究發現,橡膠制品排放的廢氣污染物對人體健康和生態環境危害較重,容易引發人體的呼吸系統、血液神經系統、神經中樞系統等疾病。尤其低揮發性的甲醛、苯、甲苯等,對人的身體健康有嚴重的影響和傷害。在橡膠工業生產附近的地區,人的特殊疾病以及常見疾病均有較高的發生率。如揮發性的有機物VOCs,當其總質量濃度不過0.2mg/m3 時,對人體健康不會產生危害;在0.2 mg~0.3 mg/m3時,會導致人體出現刺激等不適應癥狀;在3 mg~25 mg/m 3 的范圍時,人就會出現頭痛等其他癥狀;當過25mg/m 3 時。那么就會對人體產生明顯的毒害性效應。
1.橡膠煙氣的追溯
對橡膠煙氣的認知,要追溯到20世紀80年代。首先是我國的衛生、防疫、勞保等研究部門針對煙氣對人體的危害,開展了相關病理實驗。二是項目建設前對環境進行環境影響評價時,也要求對橡膠煙氣進行監測。三是通過國外橡膠輪胎行業的文獻資料,認知了橡膠煙氣的危害。
基于以上3點,對橡膠煙氣的認識大致分3個階段。
*階段:80年代和90年代初,國內科研設計單位開始對煙氣進行討論和研究,同時引起了主管部門的重視,出現材料的替換。盡管當時只是從減少對人體的危害角度考慮,沒有關注橡膠煙氣異味,這在當時也是了不起的。
第二階段:90年代中后期,隨著外資輪胎企業進入國內及行業主管部門的弱化,煙氣問題逐漸淡化。尤其是2000年以后國內輪胎行業井噴式發展,煙氣問題關注的就更少,基本處以回避或規避狀態。另外,國內外文獻資料少有提及。
第三階段:隨著城市化的推進,人類環保意識的增強,人們對環境的要求不斷提高。2011年頒布實施的國家標準《橡膠制品工業污染物排放標準》(GB 27623-2011),煙氣對環境的影響進一步明確。時至今日,煙氣治理已是箭在弦上不得不發。
2.橡膠煙氣的數據來源
數據主要來源于以下3個方面:一是基于國外文獻資料的報道;二是基于項目環境影響評價報告及驗收報告;三是基于生產企業委托第三方的檢測報告。
3.橡膠煙氣的指標
(1)煉膠煙氣
非甲烷總烴含量治理較差的企業在20mg/m3以上,一般企業為10mg/m3以上,較好的企業在10mg/m3以下。
臭氣濃度治理較差的企業在2000倍以上,一般企業為2000倍以下,較好的企業在1000倍以下
(2)硫化煙氣
非甲烷總烴含量在4mg~8mg/m3。臭氣濃度在2000倍以上,處理后為500倍。
廠界的非甲烷總烴含量在2mg~4mg/m3。臭氣濃度在20倍以上。
從指標看,大部分企業和環保要求有差距,因此,必須對橡膠生產中伴隨的廢氣進行有效的治理,使其能達到環境污染排放的標準。
二、環保高壓和企業發展之間的關系
國家對環保的要求日趨嚴格。近年來,從國家到行業都對廢氣治理產業提出了十分明確的目標和要求。2012年,經國務院批準,環保部、國家發改委、財政部聯合印發了《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》,提出展開揮發性有機物污染防治工作,確定了重點區域揮發性有機物污染防治目標。
從企業目前的實際狀況看,大部分企業社會責任感增強,企業自身也有做好企業公民的意識和覺悟,堅定了走好低碳、綠色、環保之路的信心。
三、煙氣治理的現狀和存在的問題和難點
但是仍有部分企業處于煙氣被動治理的心態,僅僅是為了應付或滿足達標的基本要求。而大部分有良知的企業在治理工作中,還面臨一些問題和難點急需解決。
1.治理技術難以選擇
目前由于缺乏技術性法規指導,進入VOCs治理市場的門檻較低,企業在進行治理時不知道選擇何種治理技術,已經出現低價中標現象。而草率選擇的治理技術不一定適合這個企業的VOCs治理,致使不能實現達標排放,造成工程重復建設。
VOCs治理公司只與工程公司合作進行VOCs治理還不夠,需要聯合政府相關部門參與,征得政府相關部門在政策扶持、技術推廣和治理組織等方面的支持,建立三方參與的治理結構。
當前我國VOCs治理總體技術水平不高,有待于國家和企業加大技術研發力度,提升技術水平。
由于 VOCs所涉及的污染物種類繁多,性質各異,決定了VOCs治理技術體系復雜。國內的主流技術與國外同類技術相比,在技術細節、工藝設計水平、設備材料和制造水平上還存在一定差距。尤其是在規范化設計方面,國內尚沒有統一的設計規范約束,致使不同企業的凈化設備在性能上存在很大差別。
膜分離技術、生物技術、低溫等離子體技術、光催化技術和光氧化技術是近幾年發展起來應用于VOCs凈化的新技術。但由于我國欠缺技術基礎,對技術的適用范圍和使用條件缺乏規律性認識,在工藝設計和凈化裝備設計上存在很大隨意性,造成很多凈化設施凈化效果差,難以實現達標排放要求。對于這些新技術的應用,應該加大基礎研究投入,明確不同技術的治理對象和適用范圍,指導技術應用和工程設計。
在大多數情況下,由于煙氣中同時含有多種類型的污染物,需要采用兩種或兩種以上的技術組合進行綜合治理。與國外治理公司相比,目前國內治理企業在技術組合的系統設計上缺乏經驗,系統設計能力較弱,難以達到技術集成效果。需要企業在實踐中不斷積累設計經驗,有鑒于此,建議國家對重點行業應該組織進行工程技術示范,優勝劣汰,提高工藝設計水平。
VOCs的污染治理技術體系復雜,對設計人員的綜合要求高,需要掌握化學化工、通排風、機械設計、自動控制等人才。由于我國VOCs治理工作起步較晚,從事VOCs治理的企業一般規模較小,不注重人才培養,缺乏有經驗、綜合型從事VOCs治理的人才隊伍。國內很多VOCs治理企業只有數有經驗的設計人員,甚至沒有考取環境工程師資格的人員,嚴重制約了企業的發展。特別是在一些大型VOCs治理工程設計上,國內企業的綜合設計水平與國外公司相比,還存在較大差距。
目前VOCs治理行業結構還不完善,市場上存在低價競爭等現象,相關政策法規、標準還需要完善。
2. 缺乏煙氣治理的整體解決方案
目前,VOCs治理行業給使用企業普遍提供的是采用末端治理的技術,即收集+治理技術,缺乏煙氣治理的整體解決方案。VOCs治理行業在開拓治理市場的同時,要加強自律,提高技術水平,提供服務。
3.工程設計方面的措施
在治理VOCs污染的工程項目設計中,要重視和研究工況溫度、流量、壓力等參數變化產生的影響;技術方面,要重視工況溫度、工況流量、工況壓力等動態變化對治理工程系統的影響;思想方面,要端正對設計目的的認識,克服設計工作中存在的問題,按照guojia安全和環保法規要求,完善治理易揮發有機化合物VOCs的項目設計,達到控制VOCs揮發污染的目標。
四、解決路徑
結合橡膠廠煙氣治理的現狀和存在的突出問題,針對困擾企業的難點,探討了解決煙氣治理的路徑。
1.生產企業
首先應該考慮源頭減排,推廣清潔生產技術,從源頭上減少VOCs的使用量和排放量。
VOCs減排潛力巨大,能密封的,一定要在密閉的空間和設備里進行操作,無組織排放改為有組織排放是未來VOCs控制的趨勢;不能密封的,要對無組織排放的節點進行控制。還要對廠界或代表性的點位進行監控,不污染周邊環境。
對于末端治理VOCs,選擇治理技術工藝時,應該綜合評價其是否具備技術可行性和經濟合理性。其中,技術上應考慮的因素包括:廢氣性質(組成、含量、溫度、壓力等)、要求的廢氣凈化效率、設備運行安全性、可用建設面積、與生產工藝(排污工藝)的協同性、必要的附屬設施(如水、電、蒸汽的供給等)。經濟效益方面,應該考慮的因素包括設備與工程投資、運行費用和使用周期等。
對于重點區域、工業園區、重點行業和重點企業的VOCs治理,要統一規劃,集中治理。
2.設備廠家
我國廢氣處理產業以企業為主體的廢氣處理技術體系尚不完善,一些核心技術還未*掌握;企業規模普遍偏小,產業集中度低,骨干企業帶動作用有待進一步提高;廢氣處理法規和標準體系、服務體系也不健全。雖然市場廣闊、需求巨大,但是作為新興產業,廢氣處理產業總體上還處于產業發展的初期。
3.整體解決方案
末端治理只是VOCs治理的一部分,需要從生產等環節做起,進行全過程治理。
(1)前期準備。收集有關資料,詳細調查分析企業的生產、產排污情況,列出全廠異味物質清單、產生及排放異味物質的污染源清單,并編制詳細工作計劃。
(2)環境質量摸底監測。對廠外居民區、廠界環境和廠內辦公區等重要區域的環境本底進行摸底監測,了解環境污染現狀水平和主要標物質等現狀。
(3)全廠廢氣產排污調查。通過實測、平衡計算或類比分析等手段,對全廠的廢氣產排情況進行監測,并調查各污染源的主要排放方式和排放參數,包括全部有組織、無組織(含設備泄漏)的廢氣排放源。
(4)建模預測。調查該區域氣象條件,以排污調查結果為排放源,預測分析全廠異味污染貢獻及主要貢獻源情況。
(5)提出削減控制要求。以異味物質環境感官閾值濃度質量標準限值,根據全廠各廢氣污染源的污染貢獻預測結果,推演提出各主要廢氣污染源的削減控制要求。
(6)制定整改方案。根據模擬預測推演提出的各主要廢氣污染源的削減要求,制定各主要污染源對應的具體整改方案。
(7)實施整改并驗證。實施各項整改方案后,對整套整改方案的實施效果進行驗證分析。對廠外居民區、廠界環境和廠內辦公區等重要區域的環境質量監測,分析方案實施前后環境質量變化情況是否達到了既定環境目標。同時,提出企業后期的生產運行和環保管理的保障措施建議。