制漿臭氣治理實踐

李乾金 龔萬華 袁天能

(四川永豐漿紙股份有限公司，四川 沐川，614500)

造紙行業(yè)硫酸鹽漿廠臭氣主要成分為硫化氫、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫化合物，由于其嗅覺閾值低且有毒，直接排放會對周邊空氣造成較大污染，不符合環(huán)保要求[1］。四川永豐漿紙股份有限公司 (以下簡稱四川永豐)12萬t漂白竹漿林紙一體化項目，于2008年建成投產(chǎn)，當(dāng)時僅配套建設(shè)了高濃臭氣(簡稱CNCG)收集處理系統(tǒng)，制漿低濃臭氣 (簡稱DNCG)只進(jìn)行了簡單洗滌處理后排放，無法較好地去除臭味，因此必須進(jìn)行技術(shù)改造。四川永豐在原臭氣處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上投資了1000多萬元，對廠區(qū)各槽罐、廢水池散排低濃臭氣進(jìn)行收集處理，大部分低濃臭氣進(jìn)入堿爐燃燒;高濃臭氣原設(shè)計是由簡易火炬頭燃燒后排放，存在燃燒不完全的問題，現(xiàn)已改為去堿爐燃燒。通過采取上述改造措施，基本解決了廠區(qū)臭氣處理不徹底、泄漏污染空氣的問題。

1 主要臭氣處理流程

1.1 高濃臭氣入堿爐燃燒流程

高濃臭氣入堿爐燃燒流程如圖1所示。

圖1 高濃臭氣處理流程圖

全廠高濃臭氣主要來自蒸發(fā)工段的真空泵和汽提塔，另外，還有一部分來自蒸煮工段。這些高濃臭氣分兩路進(jìn)入水封槽，蒸發(fā)工段的真空泵和汽提塔匯合后通過管道送入水封槽，蒸煮工段單獨一路進(jìn)入水封槽。水封槽后的高濃臭氣通過蒸汽噴射器抽送至液滴分離器，通過閥組后由高濃臭氣槍引入堿爐低二次風(fēng)區(qū)燃燒。當(dāng)堿爐啟、停機或運行不正常時通過旁路切換到堿爐頂部放空火炬器燃燒。過程中產(chǎn)生的重污水泵送至蒸發(fā)重污水槽。爐頂放空火炬采用石化行業(yè)普遍使用的地面型放空火炬，燃燒時采用天然氣作為助燃?xì)?，燃燒器火焰溫度可以達(dá)到900℃，燃燒效果較好，尾氣排放符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.2 低濃臭氣入堿爐燃燒流程

低濃臭氣入堿爐燃燒流程如圖2所示。

低濃臭氣來自制漿車間的蒸煮工段和洗篩工段以及堿回收車間的蒸發(fā)工段、燃燒工段和苛化工段。制漿車間低濃臭氣通過管網(wǎng)收集進(jìn)入1#洗滌器，洗滌、降溫并通過1#霧沫分離器去除液滴后進(jìn)入堿爐燃燒;當(dāng)堿爐故障停機時通過旁路一送到2#洗滌器洗滌并通過3#霧沫分離器去除液滴，再經(jīng)過光氧催化凈化器除臭后排放。堿回收車間蒸發(fā)、燃燒和苛化工段低濃臭氣分別通過管網(wǎng)收集進(jìn)入冷卻器冷卻后再送到2#洗滌器，洗滌、再降溫并通過3#霧沫分離器去除液滴后進(jìn)入堿爐燃燒;當(dāng)堿爐故障停機時通過旁路二送到3#霧沫分離器去除液滴，再經(jīng)過光氧催化凈化器除臭后排放。蒸發(fā)站停機檢修或清洗蒸發(fā)器時，通過檢修風(fēng)機將低濃臭氣引入2#洗滌器等設(shè)備洗滌處理后排放或進(jìn)堿爐燃燒。

制漿蒸煮噴放鍋大量排氣集中在放鍋15 min期間 (排放頻率約為每小時1次)，因此，需對噴放鍋排氣進(jìn)行單獨處理，否則對低濃臭氣系統(tǒng)沖擊較大，影響堿爐供風(fēng)量的穩(wěn)定性。為減少真空洗漿機臭氣排放收集量，對洗篩漂真空洗漿機刮刀氣源進(jìn)行了改造，即采用氣罩內(nèi)的廢氣作為刮刀氣源。

低濃臭氣系統(tǒng)能否正常運行的關(guān)鍵因素之一是控制好各收集系統(tǒng)的壓力。使管路系統(tǒng)保持適當(dāng)?shù)呢?fù)壓，必須在管路上安裝控制閥，風(fēng)機采用變頻風(fēng)機，槽罐所有與大氣連通的口子全部密封，并在槽罐上安裝呼吸閥。

圖2 低濃臭氣處理流程圖

2 其他臭氣處理流程

大部分低濃臭氣通過處理后送到堿爐燃燒，少部分不能進(jìn)入堿爐燃燒的臭氣，則通過加藥洗滌、降溫后直接排放，這部分臭氣主要是含氯離子的臭氣和離主系統(tǒng)較遠(yuǎn)的臭氣，如制漿漂白工段臭氣、二氧化氯工段臭氣、備料工段臭氣和中段水臭氣等[2］。

2.1 制漿車間漂白工段臭氣處理流程

制漿車間漂白工段臭氣處理流程如圖3所示。

圖3 漂白工段臭氣處理流程圖

制漿漂白工段臭氣主要來自漂白工段真空洗漿機氣罩、濾液槽和車間酸水溝，這些廢氣均含有氯離子，不適合送到堿爐燃燒。因此，酸性廢氣只能通過酸霧洗滌器洗滌、降溫后排放。由圖3可知，漂白工段廢氣通過1#和2#酸霧洗滌器洗滌、降溫 [洗滌水中加入適量硫代硫酸鈉(Na2S2O3)］去除殘氯后排放。

2.2 典型的零星散排臭氣處理流程

典型的零星散排臭氣處理流程如圖4所示。

圖4 零星散排臭氣處理流程圖

零星的槽罐、廢水池散排臭氣收集后送到洗滌器洗滌、降溫，再經(jīng)過風(fēng)機抽送到光氧催化凈化器除臭后排放。洗滌水中可根據(jù)廢氣的化學(xué)性質(zhì)加入適量燒堿 (NaOH)或硫代硫酸鈉 (Na2S2O3)等物質(zhì)，去除臭氣中的殘氯等酸性氣體，提高洗滌效果。

3 臭氣治理冷卻水系統(tǒng)

低濃臭氣系統(tǒng)能否正常運行的關(guān)鍵因素之一是控制好各收集系統(tǒng)的壓力，那么另一關(guān)鍵因素是系統(tǒng)的降溫除水。降溫可以采取直接噴清水降溫，噴淋后的廢熱水直接排入中段水，或者用熱交換器將噴淋后的廢熱水降溫后循環(huán)使用。從節(jié)能減排或成本角度考慮，顯然前者不現(xiàn)實，那么只能采用熱交換器方案[3］。圖2中四川永豐公司新建了一臺處理能力為1250 m3/h循環(huán)水冷卻塔，與低濃臭氣系統(tǒng)洗滌器噴淋水熱交換后的冷卻水降溫后循環(huán)使用，大大節(jié)約清水消耗。

4 DCS控制方案

全廠臭氣治理控制系統(tǒng)全部接入原DCS系統(tǒng)，在原控制系統(tǒng)中增加卡件，解決點位不夠的問題。高濃臭氣DCS系統(tǒng)需考慮堿爐緊急停機情況下具有自動或手動迅速切換功能，如自動或手動切換到爐頂放空火炬燃燒，超壓后可以緊急泄壓排放到安全地方。爐頂放空火炬采用獨立的PLC控制系統(tǒng)或進(jìn)燃燒工段DCS系統(tǒng)控制均可。為了使遠(yuǎn)近各點低濃臭氣順利收集，在各收集支管上根據(jù)情況安裝壓力變送器和控制閥，收集的槽罐上安裝呼吸閥。

5 需要進(jìn)一步優(yōu)化的項目

目前，低濃臭氣分別進(jìn)入堿爐三次風(fēng)和高二次風(fēng)燃燒，總風(fēng)量6萬m3/h左右。三次風(fēng)和高二次風(fēng)風(fēng)量約各占1/2，均通過一臺蒸汽加熱器加熱，加熱能力明顯不足，風(fēng)溫達(dá)不到高二次風(fēng)的需求，對堿爐產(chǎn)汽有一定影響，因此后期還需要增加一臺蒸汽加熱器。

6 啟停機入堿爐燃燒臭氣控制方法

當(dāng)全廠停機檢修后啟動時，制漿車間生產(chǎn)初期產(chǎn)生的DNCG因堿爐未運行，只能去2#洗滌器洗滌再到光氧催化凈化器分解除臭后排入大氣。蒸煮和蒸發(fā)初期運行產(chǎn)生的CNCG則通過堿爐頂放空火炬焚燒后排放，焚燒時加入足量的天然氣，保證火場溫度達(dá)到900℃以上即能完全燃燒分解。檢修停機前，蒸發(fā)稀黑液槽應(yīng)保持一定的儲量，可以使堿爐在啟動初期盡快地點火運行，有利于縮短DNCG和CNCG非堿爐燃燒排放時間。當(dāng)全廠檢修停機時，堿爐停機后，制漿、蒸發(fā)和苛化產(chǎn)生的少量DNCG進(jìn)入2#洗滌器洗滌再到光氧催化凈化器分解除臭后對空排放。而蒸發(fā)一般在堿爐停機前就已經(jīng)停止運行，所以CNCG可以全部入堿爐燃燒。蒸發(fā)站各效蒸發(fā)器逐漸停運期間，CNCG流量和濃度均不穩(wěn)定，此時可以從堿爐燃燒切換到堿爐頂火炬燃燒排放。當(dāng)堿爐故障臨時停爐檢修而制漿等其余工段運行時，入堿爐部分DNCG全部進(jìn)入2#洗滌器洗滌再到光氧催化凈化器分解除臭后對空排放;CNCG則切換到堿爐頂火炬燃燒排放。

7 結(jié)語

截至2014年12月，四川永豐漿紙股份有限公司臭氣治理項目投入正常運行3個月，預(yù)計年減排各類臭氣共計92140萬m3，使公司廠區(qū)及周邊環(huán)境得到明顯改善，空氣質(zhì)量達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

[1]LI Li，JI Yao-yang.Noncondensible Gases Disposal Technology of Modern Kraft Pulping Mill[J］.Paper and Paper Making，2009，28(7):55.李 莉，嵇耀揚.淺談現(xiàn)代硫酸鹽法制漿廠的臭氣燃燒處理技術(shù)[J］.紙和造紙，2009，28(7):55.

[2]OU YANG Hui，SONG Bi-yu.Techniques of Pulping and Papermak-ing Wastewater Treatment and Its Progress[J］.China Pulp ＆ Paper，2005，24(7):48.歐陽薈，宋碧玉.制漿造紙廢水處理技術(shù)及其研究進(jìn)展[J］.中國造紙，2005，24(7):48.

[3]Wan Jin-quan，Ma Yong-wen.An Introduction to the Environmental Engineering of the Paper Making Industry[M］.Beijing:China Light Industry Press，2005.萬金泉，馬邕文.造紙工業(yè)環(huán)境工程導(dǎo)論[M］.北京:中國輕工業(yè)出版社，2005.