消除橡胶工业污染可行性分析

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1．现状分析

橡胶工业由于要使用炭黑、填料（如白炭黑、碳酸钙、陶土等）做补强填充剂，因此，不管是大的橡胶企业还是小的橡胶企业，都不同程度存在环境污染，不少企业还相当严重。

, Y6 c( _( F/ j0 m9 |# ?目前橡胶用的炭黑或填料是用包装纸、复合塑料薄膜编织袋、塑料包装袋等包装，填料一般是20 kg或25kg/包，炭黑小包装是25kg/包，大包装是800～1000kg/包。炭黑或填料生产厂将材料包装后运输到使用厂；个别轮胎企业有炭黑储存输送系统的（炭黑储斗可储存50～100t 炭黑，通过风输送到生产车间日炭黑储斗内，日炭黑储斗可储存炭黑8t左右，然后称量投料；由于设备复杂、维修费用高，目前国内只有个别轮胎厂采用），生产厂用散装槽车运输到轮胎厂，输送到炭黑储斗里。采用目前的这些包装袋，在运输、搬运、储存过程中都会造成严重的污染。
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大中型橡胶厂密炼机投料基本实现了自动化。生胶称量投料有胶片导开装置、生胶秤、投料输送带；油料有储油箱、输送管道、油料秤；炭黑有日储斗、称量系统、投料布袋管道；其它配合剂有小料自动称量系统。这些设备一般要占炼胶车间4层楼房的2层多，可为大型密炼机完成自动化称料、投料，实现炼胶全自动化生产，大大减轻了操作工人的劳动强度，减轻了密炼机对周围环境的污染，提高了密炼机的生产效率。炭黑由25kg的小包装改为800～1000kg/包的大包装，也减轻了倒炭黑作业现场的环境污染。但是炭黑现有包装、称量与投料系统依然存在以下几个问题：
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1 R% W+ v6 ^' S1） 搬运到储存仓库时对环境污染大。每个橡胶厂其炭黑卸货处和仓库储存处都是污染严重的地方，地面一层炭黑，连墙壁也是一片漆黑。

# P1 N  n* `( H2）投料系统对生产车间及其周围环境污染严重。虽然目前密炼机采用上辅机投料系统，实现了机械化和自动化，与人工配料、投料相比，大大减轻了工人的劳动强度和对环境的污染，但是由于原料要经历解包、投入储斗、按配方要求自动称量、放入中间料斗等过程，在这些过程均有粉尘飞扬。解包、倒炭黑的工人，干完活后，除了眼睛和牙齿是白色外，身体其它地方全是黑色（炭黑）。
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6 |; `! M5 v- C9 I# I3）易造成混炼胶质量的下降或质量的不稳定。其原因有二：其一，为了减少车间环境的污染，车间都安装有强大的抽风系统，在投料混炼时可以看到滚滚浓烟被有力的风机抽走，原本准确称量过的各种原料就不再准确。特别是炭黑，整个输送、储存、称量、直至经过3～4米的高度才进入密炼室，均呈松散状，自由落体，当压砣压下时，便高高喷起，这时更易被抽走，或从密炼机密封不好的缝隙跑出污染环境。其二，不少炭黑称量系统称量不准，虽然称量控制系统都有报警装置，但显示报警后没有相应的设备来自动加减，尤其是在多称的情况下，如果要强行增减的话，只能转手动操作，这样也就只能手动炼胶了，自然会影响混炼胶质量。从这两方面都可看出，现有炭黑称量投料系统严重影响配料的准确性，造成混炼胶质量的较大波动。

2 [+ s2 N  u# Q! H& b( z4）炭黑颗粒破损多。为了有利于炭黑在胶料中的分散和减轻风扬污染，现在绝大多数炭黑生产厂家都采用了湿法造粒的工艺，但是炭黑经储存、搬运、称量投料等过程后，炭黑颗粒收到不同程度破损，增加了混炼时炭黑的飞扬损失和影响了炭黑的分散效果。
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4 z2 t4 L( |7 ^1 @2 b5）密炼机上辅机炭黑投料系统建设费用大，日常维修困难，系统输送中易堵塞，经常带病运行。

对于小型橡胶制品厂来说，一般都是使用中小密炼机，因成本问题，一般都采用人工配料、人工投料、手动操作炼胶，生产工人劳动强度大，对车间及周围环境的污染更严重，同时投料称量的精度更低，混炼胶质量无法得到有效保证，如果又没有相应的胶料检测设备，更加会造成产品的质量波动。


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2. 解决方法的设想——包装袋直接投料法
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为了克服现有技术存在的问题，提出一种新的投料方法——包装袋直接投料法。使用一种新的包装材料包装橡胶混炼胶原料，在原材料生产厂家将炭黑或填料包装为大小和质量不等的包装，如炭黑产品出厂时有质量为20、10、5、2、1、0.5、0.2、0.1kg等不同的包装，橡胶制品生产厂家无需拆包即可直接投料使用，如需18.5kg的炭黑，只需选取10、5、2、1、0.5kg各一包即可，达到清洁生产、简化设备并且提高产品质量的目的。

2.1             包装材料的生产

* P9 q5 V. C  ~3 Y- p8 i( K3 ^包装袋直接投料法采用的塑料包装袋需有一定的强度，在运输和搬运过程中不会破损，并可与炭黑或填料一起直接投入到密炼室中与生胶、炭黑或填料在混炼温度下混熔。包装材料主要有两类，直接混入非极性橡胶用的包装袋材料主要成分为低密度聚乙烯及聚苯乙烯；直接混入极性橡胶的包装袋材料主要成分为聚氯乙烯、邻苯二甲酸酯类、碳酸钙及石蜡。这些包装材料对所生产的混炼胶和硫化胶性能没有明显影响。

直接混入橡胶混炼胶的原材料包装材料详见发明专利（公开号 CN1475522A）《一种直接混入橡胶混炼胶原料的包装材料及其应用》。

2.2             采用该方法的优点

4 p8 C. L( {8 ^% |与现有上辅机炭黑称量投料系统相比，采用该方法具有如下优点：

5 h/ J* ]0 j5 T8 R, u⑴ 橡胶制品生产厂家无需拆包投料、称量即可进入混炼工序，大大减少了粉尘飞扬带来的污染，达到了清洁生产的目的，预计可比现有技术有效减少环境污染约60～90％。
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1 t+ W6 s! O3 n) O⑵ 现有密炼机上辅机炭黑或粉状填料投料系统可全部取消，简化了胶料混炼设备，节省了设备投资以及设备运行、维护保养费用。就一台密炼机而言，如果与带有炭黑月储罐和气力输送系统对比，可节省投资约400～500万元，如果是与只带日储斗、投料、称量系统对比，可节省投资约60万元左右，维修费用一年可节省约8万元左右。
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+ z0 ?" K" O8 \4 S' E⑶ 由于取消了炭黑投料称量系统，生产车间可减少2层楼的建筑，可节省建设费用约100万元。

2 n' X3 o3 E6 G+ R: {⑷ 橡胶厂所需原材料品种、规格齐全，易于在仓库存放，按配料单先取各种规格的原材料，放在生胶投料运输带上，投入密炼机即可，因此缩小了生产场地，减少了污染的可能。

2 ~* ]1 l) }+ Z) M% X: l⑸ 保证了配料重量的准确性，并且不影响混炼胶和硫化胶性能，从而提高了产品质量。

  d2 h9 @: S! j* K( f1 t8 X8 F⑹ 生产工人不用解包倒炭黑，解决了工人以前解包、倒炭黑时易吸入炭黑对身体健康的影响，对橡胶制品厂来说，可取消这个岗位。

- a; S3 w% g  w4 r# [⑺ 可适用于大小密炼机，生产量小、用量少的工厂可人工配送，大型轮胎厂可应用先进的物流配送管理系统和现代化的全自动仓储管理。

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0 ~5 Q7 B  W7 c; Q$ L, _3 \3.  推广措施

对于中小橡胶制品厂，由于可取消配碳黑工序、大大减少环境污染，他们是非常愿意试用的，比如：橡胶配方中使用的松焦油，由于太粘，使用厂家配料相当麻烦而不愿使用，松焦油生产厂家就根据用户重量要求包装或包装成2、1、0.5等重量不等的包装，使用厂家不用配料直接使用，解决了难配料的问题；还有，有些液体防老剂如防老剂SP，也是不便于配料，都是生产厂家按用户重量要求包装好供用户直接使用。对于大中型橡胶厂如轮胎厂，都有上辅机自动控制系统，在没有示范性单位的情况下，他们会担心直接投料包装袋破损、仓库管理、生产采购计划匹配等问题，这些厂家使用的积极性可能就没有小型橡胶厂高。因此，希望政府能为推广此技术进行样板投资：

建5～10家炭黑、填料包装样板工厂，大中小厂均有，涉及轮胎厂和非轮胎厂，投资大约需300～500万元，主要用于采购包装机、兴建厂房，利用样板工厂的示范效应，解决人们的疑虑，让他们了解采用这种方法的好处与优点以及实用性。



+ f$ Q! u7 Z) G3 |4.  效益分析
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. ?% B  p3 X' t0 s& M; r: b投资该项目、采用该技术的效益主要表现在以下几方面：
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4.1 社会效益: 由于包装袋直接投料法无需解包和称量，消除了污染源，可大大改善炼胶车间及周围的环境，估计可减少环境污染60～90％，从源头上消除了橡胶工业的最大污染点，达到了清洁生产的目的。
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4.2 包装袋生产、销售将产生一定的利润。
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4.3有实力的大中型橡胶厂如大型轮胎厂，可应用先进的物流分送管理系统实现自动分检配送，物流设备施工可产生一定的利润。

4.4 橡胶生产厂家使用后产生的效益，主要表现在以下几方面：
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⑴ 简化了胶料混炼设备，节省了设备投资以及设备运行、维护保养费用。就一台密炼机而言，如果与带有炭黑月储罐和气力输送系统对比，可节省投资约400～500万元；如果是与只带日储斗、投料、称量系统对比，可节省投资约60万元左右，维修费用一年可节省约8万元左右。

⑵ 由于取消了炭黑投料称量系统，生产车间可减少2层楼的建筑，可节省建设费用约100万元。

. P; f5 p+ |4 c+ ^⑶ 可提高混炼胶质量的均匀性，减少产品质量的波动，提高产品质量。
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⑷ 大大减少了炭黑、填料粉尘飞扬对橡胶厂生产工人身体健康的影响。