離子洗滌異味處理技術(shù)在卷煙廠的應(yīng)用

周俊曉 齊運(yùn)偉

摘 要：在煙草生產(chǎn)制造過(guò)程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生煙草異味氣體，對(duì)廠區(qū)周圍的環(huán)境質(zhì)量造成影響，如何妥善處理煙草異味，就成為了卷煙廠面臨的頭等大事。本論文介紹了NJ卷煙廠在主流采用低溫等離子光催化異味處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加的離子洗滌工藝及其基本原理、系統(tǒng)組成和運(yùn)行情況，為行業(yè)內(nèi)其他卷煙廠在異味處理方面提供參考。

關(guān)鍵詞：離子洗滌;卷煙廠;異味處理

一、概況

NJ卷煙廠在對(duì)生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)行擴(kuò)建的技術(shù)改造項(xiàng)目中，依據(jù)國(guó)家環(huán)保政策要求，將建設(shè)一套異味氣體治理系統(tǒng)，利用離子洗滌異味處理技術(shù)進(jìn)行煙草異味的治理。本文將分析治理工藝特點(diǎn)，對(duì)工藝流程的設(shè)計(jì)進(jìn)行討論。

二、煙草異味污染物特性

（一）異味氣體的復(fù)雜性

根據(jù)卷煙廠生產(chǎn)工藝流程，可知煙草異味氣體發(fā)生源、發(fā)生點(diǎn)主要在制絲車間的潤(rùn)葉、潤(rùn)梗、切絲、回潮工序;儲(chǔ)絲房加香儲(chǔ)存工序要求恒溫恒濕，霧化時(shí)氣味重;煙絲成形的最后工序加香產(chǎn)生刺激性氣味;集中收塵和風(fēng)力輸送時(shí)氣體排空以及生產(chǎn)車間換氣產(chǎn)生的煙草異味。

煙草加工中產(chǎn)生異味的化學(xué)物質(zhì)成分相當(dāng)復(fù)雜，據(jù)國(guó)內(nèi)外煙草研究機(jī)構(gòu)表明，煙草異味中含有3000多種不同的物質(zhì)，煙氣中的異味物質(zhì)主要成分有：氨、甲醇、非甲烷總烴、丙酮、丁烷、氯乙烯、苯胺類、氯苯類、醋酸、丙烯腈、TVOC等[1]。

（二）異味氣體的特殊性

NJ卷煙廠制絲車間異味主要來(lái)自于制絲排潮、制絲除塵以及車間環(huán)境除塵的尾氣排放，各工藝段排出異味特性不一致，如下表所示。

三、采用光催化激發(fā)離子技術(shù)工藝核心原理

光催化激發(fā)離子技術(shù)是目前全球范圍內(nèi)最尖端的光催化技術(shù)，它利用高強(qiáng)度的寬波幅光子波（100—300nm波長(zhǎng)）發(fā)生管，并在混合貴金屬催化劑（鈦、銠、銀、Pt白金）的作用下，生成大量的羥基自由基、負(fù)氧離子、氣態(tài)過(guò)氧化氫等高級(jí)氧化物質(zhì)。這些高級(jí)氧化物質(zhì)可以對(duì)空氣中的各類化學(xué)有機(jī)物例如氨、甲醛、硫醇類、非甲烷總烴、臭氣濃度、TVOC等進(jìn)行高效地的分解與降解作用。

空氣中的氧分子在通過(guò)離子發(fā)生裝置時(shí)，在高能量的作用下而產(chǎn)生大量的原子氧（O）、羥基自由基（-OH）、過(guò)氧化氫等高級(jí)氧化物。這些高密度的離子群具有極強(qiáng)的活性，迅速與各種有機(jī)氣體（VOC）分子碰撞，激活有機(jī)氣體的原子界能，并打開VOC氣體分子鏈，并將其降解成二氧化碳和水。羥基自由基（-OH）、過(guò)氧化氫正負(fù)離子具有極強(qiáng)的氧化能力，其氧化能力是氧氣的上千倍，可以將氨、甲醛、硫醇類、VOC等污染物和其他產(chǎn)生異味的污染物在常溫常壓下迅速氧化，氧化所需時(shí)間只在數(shù)秒之內(nèi)。

根據(jù)煙草異味特性，尤其是制絲排潮工藝產(chǎn)生的異味氣體高塵、高濕、高溫及高濃度的異味氣體，在處理中如使用單一的離子氧化無(wú)法達(dá)到要求，為保證異味處理效果，增加一個(gè)離子洗滌處理。制絲排潮在風(fēng)機(jī)抽風(fēng)作用下，異味氣體送入第一段除塵、預(yù)處理增濕段，設(shè)有循環(huán)噴淋裝置和碰撞式分離裝置，可以去除大部分粉塵、粗顆粒及溶解于水的異味物質(zhì)，處理效率30%左右。經(jīng)過(guò)除塵預(yù)凈化后，氣體進(jìn)入第二段離子氧化段，強(qiáng)氧化離子氣體與異味氣體污染物進(jìn)行充分混合反應(yīng)，氧化異味污染物效率在90%以上。最后通過(guò)第三段（洗滌還原段），還原離子氧化過(guò)程產(chǎn)生部分殘留臭氧，確保排放中無(wú)臭氧超標(biāo)產(chǎn)生二次污染，最后進(jìn)化后的空氣排放到大氣中[2]。

四、異味處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）制絲排潮異味處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

制絲排潮氣體包括烘絲機(jī)除塵尾氣，特點(diǎn)：高溫、高塵、高濕及高濃度，是煙草異味中最具代表性的氣體。在其處理工藝包含了前置預(yù)冷卻預(yù)處理、后置離子洗滌處理等。

前置除塵冷卻預(yù)處理系統(tǒng)：第一段（除塵段）設(shè)有循環(huán)噴淋裝置和特殊的碰撞式分離裝置，使得氣體中含有大量微小的水霧滴，同時(shí)它可以去除大部分的粉塵、顆粒物，除塵效率達(dá)到90%以上。經(jīng)過(guò)第一段除塵后的異味在風(fēng)機(jī)抽風(fēng)作用下進(jìn)入第二段（冷卻塔），冷卻塔的異味從下而上與冷卻噴淋液對(duì)流形式接觸，冷卻液噴淋由上而下的過(guò)程中在填料的作用下噴淋液的水珠發(fā)生數(shù)萬(wàn)次表面積變化，充分吸收異味中熱量，轉(zhuǎn)移到液體中，水泵將帶有熱量的液體送入熱交換器，在冷卻塔的作用下，將熱量的液體冷卻至常溫再次送入冷卻段水池循環(huán)使用。

后置離子洗滌異味處理器：第一段（增濕段）對(duì)異味中溶解于水的物質(zhì)進(jìn)行洗滌凈化，進(jìn)入第二段（離子氧化），氧化異味氣體，最后通過(guò)第三段（洗滌還原段），還原離子氧化過(guò)程產(chǎn)生部分殘留臭氧，確保排放中無(wú)臭氧超標(biāo)產(chǎn)生二次污染。經(jīng)過(guò)離子洗滌處理，效率可達(dá)90%以上，排放后的空氣達(dá)標(biāo)排放到大氣中。

（二）制絲除塵、環(huán)境除塵異味處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在風(fēng)機(jī)抽風(fēng)作用下把制絲除塵、環(huán)境除塵異味送人第一段（除塵增濕段）設(shè)有循環(huán)噴淋裝置和特殊的碰撞式分離裝置，安裝在離子洗滌器進(jìn)口法蘭處，目的在除塵設(shè)備出現(xiàn)破袋的情況下，可以去除大部分的粉塵和粗顆粒。配有沖洗水池，除塵增濕泵提供必要的壓力以進(jìn)行持續(xù)噴淋，并帶壓力顯示，水泵有空轉(zhuǎn)保護(hù)。

除塵增濕段有兩大功能特點(diǎn)：

首先去除異味中粉塵，對(duì)親水的污染物進(jìn)行洗滌預(yù)凈化，其次為第二段離子氧化提供必要的水分子，已延長(zhǎng)離子壽命起到?jīng)Q定性作用。經(jīng)過(guò)第一段除塵增濕預(yù)凈化后，氣體進(jìn)入第二段旁通垂直流式（離子氧化段）。旁通垂直流式離子氧化除異味工藝是指采用新鮮空氣通過(guò)離子發(fā)生器，產(chǎn)生大量的強(qiáng)氧化離子氣體送入一體化離子洗滌異味處理器中與異味氣體形成垂直流方式的充分混合反應(yīng)。氧化異味中親水性和非親水物質(zhì)，制絲除塵、環(huán)境除塵異味因已經(jīng)過(guò)布袋除塵器除塵，所以異味去除粉塵后異味濃度也大大降低，制絲除塵、環(huán)境除塵尾氣濃度約在6000無(wú)量綱單位，為了確保異味的處理效果，離子發(fā)生量設(shè)計(jì)參數(shù)是處理8000無(wú)量綱異味濃度，保證氧化能力達(dá)到>120%系數(shù)。離子控制系統(tǒng)分成高、中、低三檔離子濃度，根據(jù)風(fēng)量及濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)。

最后通過(guò)第三段洗滌還原段，還原離子氧化過(guò)程產(chǎn)生部分殘留臭氧，確保排放中無(wú)臭氧超標(biāo)產(chǎn)生二次污染，達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/3095-2012相關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)值。經(jīng)過(guò)離子洗滌異味處理效率達(dá)到90%以上，凈化后空氣排放到大氣中，設(shè)計(jì)排放指標(biāo)達(dá)到GB14554-93惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)廠界標(biāo)準(zhǔn)和15m排放標(biāo)準(zhǔn)值。

五、結(jié)論

本工藝根據(jù)煙草企業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)生煙草異味的來(lái)源，針對(duì)不同的生產(chǎn)工藝和環(huán)境采用不同的處理流程，核心采用先進(jìn)的離子洗滌工藝，將離子氧化、洗滌還原等一體化，結(jié)構(gòu)合理，體積較小，同時(shí)安全可靠，無(wú)須添加任何化學(xué)氧化劑，處理效率達(dá)90%以上。

參考文獻(xiàn)：

[1]李豎，竹濤，豆寶娟，等.低溫等離子體技術(shù)處理煙草臭氣[J].環(huán)境工程，2008，26（1）：44-48.

[2]林和健，林云琴.低溫等離子體技術(shù)在環(huán)境工程中的研究進(jìn)展[J].環(huán)境技術(shù)，2005，23（1）：21-44.

作者簡(jiǎn)介：周俊曉（1983—），男，漢族，河南許昌人，環(huán)境工程碩士，江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南京卷煙廠環(huán)保工程師，從事煙草工業(yè)企業(yè)環(huán)保技術(shù)治理與研究;齊運(yùn)偉（1979—），男，漢族，江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司徐州卷煙廠安全保衛(wèi)處本科學(xué)士，工程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境保護(hù)管理。