在橡胶工业产生的废气中，除炭黑粉尘的排放外，对于各生产工艺中排放的有机废气的研究国内至今未见有详细报道。本文主要介绍美国橡胶制造者协会(RMA)对橡胶制品生产过程中有机废气排放系数的测试过程和测试结果，为国内轮胎厂在计算污染物排放量及采取防污措施方面提供参考。
1
排放系数的测试过程
1.1
橡胶制品和生产工艺
试验用橡胶制品包括23类，制品以橡胶品种、轮胎以主要部件分类(见表1)。生产工艺包括混炼、热炼、挤出、压延、硫化及修边打磨。其中混炼测试本伯里密炼机中由塑炼、二至三段混炼及终炼过程中所排放的有机废气；热炼测试热炼机上排放的有机废气；硫化测试包括平板硫化、硫化罐硫化及轮胎硫化机硫化过程中排放的有机废气；修边打磨主要测试轮胎带束层、胎体、翻新胎面及胎侧/白胎侧修边打磨时排放的有机废气。RMA未对成型等工艺进行测试，这部分工艺过程中有机废气的排放量通常由物料平衡加以计算。
表1
RMA测试的23类橡胶制品
编号胶种或轮胎部件
1内衬层
2胎体帘布层(NR/SR)
3带束层(NR)
4胎面基部/胎侧(NR/BR)
5三角胶(NR)
6胎面(SBR/BR)
7胶囊(IIR)
8硫黄硫化的EPDM
9过氧化物硫化的EPDM
10不填充炭黑、硫黄硫化的EPDM
11W型CR
12G型CR
13NBR/PVC
14NBR
15氯磺化聚乙烯橡胶
16氟橡胶
17乙烯丙烯酸甲酯橡胶
18氢化丁腈橡胶
19硅橡胶
20聚丙烯酸酯橡胶
21氯化聚乙烯
22SBR1502
23氯醚橡胶
1.2
目标污染物
RMA根据原料组成而选择的目标污染物包括：①颗粒物，RMA仅对混炼和挤出过程中排放的颗粒物进行了测试；②金属类有害废气污染物(HAP)，本试验针对镉、铬、铜、铅、镁、镍、锌及其化合物；③有机类HAP；④总目标有机物，由单独测试挥发性有机物(VOC)、半挥发性有机物(SVOC)及臭氧诱发剂的结果加和并扣除VOC及SVOC中重复化合物而得到；⑤总有机物，由于它与总目标有机物的分析方法不同而难以直接比较结果。
1.3
采样
为准确测定各生产工艺过程中污染物的排放量，RMA均在密闭方式下进行采样，以确保捕集来自点源及无组织排放的所有废气污染物。在测试污染物的同时，每隔15 min记录操作工艺，如处理的物料数量及种类、工艺、生产量、温度及压力等。污染物排放量是根据不同工厂相似工艺中测得的废气量及污染物浓度等计算得出，必要时扣除了空气中的背景浓度(如车间正好有喷漆作业)。最终测试的物质共计400多种。
1.4
试验设备
为了研究试验设备规格对污染物排放系数的影响，RMA选用几台不同规格的本伯里密炼机进行了测试。结果显示污染物排放系数(尤其是VOC和SVOC)与密炼机规格关系不大。
2
测试结果
排放系数以加工消耗的橡胶原料所排放的污染物质量表示。因篇幅所限，表2仅示出23类橡胶制品中污染物的{zd0}排放系数，对于某类具体橡胶制品排放的97类污染物的排放系数，可查阅美国环保局官方网站(http：//WWW.epa.gov/ttn/chief/ap42/ch04/)。
表2
23类橡胶制品生产过程中污染物的{zd0}排放系数
mg·kg-1
项目混炼热炼挤出压延硫化
颗粒物925-0.112-
金属类HAP0.174-0.755-
镉及其化合物0.00935-54.9-
有机类HAP14072.875.2102149
苯0.6610.3430.3540.4790.538
甲苯23.112.012.416.725.8
乙苯4.322.242.323.1421.1
邻二甲苯7.734.014.145.6111.3
间二甲苯及对二甲苯14.47.477.7210.551.7
苯胺0.5135.320.5080.3727.57
硫化碳22.411.6016.31.09
二硫化碳10353.225.174.325.6
xxxx46.824.312.033.90
酚1.270.6580.6800.9210.588
对苯二酚26.213.614.119.0
二氯甲烷38.68.5820.70.6430.103
己烷11358.560.581.97.98
4-甲基-2-戊酸30.615.96.73-
总目标有机物299155160217291
总有机物444648106384337
从表2可以看出，颗粒物在混炼过程中的排放量较大，在挤出过程中的排放量较小；金属类HAP在混炼和挤出过程中的排放量均较小；有机类HAP和总目标有机物在混炼与硫化过程中的排放量相近，且均高于其它工艺过程；有机类HAP在硫化过程中排放的主要污染物为甲苯，间二甲苯及对二甲苯和二硫化碳，而在其它生产工，艺过程中排放的主要污染物为二硫化碳、xxxx和己烷。根据RMA提供的{zd0}排放系数，以年产1500万条轿车轮胎、年耗胶量约10万t的轮胎生产厂为例，计算出主要生产工艺过程中有机废气的{zd0}排放量(见表3)。由于现在轮胎厂产生的有机废气基本上未加处理而直接排放，因此该规模工厂的总有机物{zd0}排放量约为192 t，有机类HAP的{zd0}排放量约为54 t。
表3
主要生产工艺过程中有机废气的{zd0}排放量
t·a-1
项目混炼热炼挤出压延硫化
有机类HAP14.007.287.5210.214.9
二硫化碳10.305.322.517.432.56
硫化碳2.241.16-1.630.11
二甲苯2.211.151.191.616.3
甲苯2.311.201.241.672.58
乙苯0.430.220.230.312.11
总目标有机物29.915.516.021.729.1
总有机物44.464.810.638.433.7
3
结语
从以上测试及计算来看，大型轮胎生产厂排放的有机废气量比较可观，尤其是二硫化碳的排放更应引起注意。建厂前环评部门应对橡胶厂的卫生防护间距进行计算，以避免建成后的厂群纠纷。
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