水產(chǎn)飼料冷卻器工藝廢氣零排放的研究

◆作者：董學(xué)勇 孫紹堂 席婧茹

為更好地促銷飼料產(chǎn)品，歐美國(guó)家早在20世紀(jì)60年代開(kāi)始，用多種方法研究飼料調(diào)味劑、促食劑。我國(guó)從20世紀(jì)80年代中期畜禽飼料也開(kāi)始應(yīng)用進(jìn)口調(diào)味劑促進(jìn)采食；20世紀(jì)90年代初也開(kāi)始應(yīng)用和研究魚、蝦飼料誘食劑。誘食劑在水產(chǎn)飼料中的作用更為顯著。水產(chǎn)飼料誘食劑又可稱引誘劑、促食劑，主要用于提高魚蝦攝食率。利用魚蝦高度靈敏的嗅覺(jué)和味覺(jué)，通過(guò)改善配合餌料風(fēng)味，刺激魚蝦食欲、引誘魚蝦游集中于餌料周圍，促進(jìn)其完成吞食餌料的過(guò)程（張陽(yáng)軍，2001）。

在傳統(tǒng)的水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中，添加了魚粉、骨粉、魚漿、魷魚膏等動(dòng)物源高蛋白配方作為誘食劑，且經(jīng)過(guò)高溫加工后，極易形成腥臭味等特殊異味，也即人們所說(shuō)的惡臭氣體。各種魚蝦所喜愛(ài)的氣味和嗜好各不相同：（1）肉性魚類對(duì)腥味大的動(dòng)物飼料有嗜好，如鰻魚喜歡腐敗肉類的氣味，甲魚對(duì)奶香味、鮮腥味敏感；（2）淡水魚草、鳊、鯽魚喜食有芳香氣味、青草氣味的植物性餌料；（3）淡水鯉魚、青魚、大多數(shù)魚蝦對(duì)α-氨基和α-羥基的氨基酸反應(yīng)敏感（張陽(yáng)軍，2001）。

這類誘食劑原料從儲(chǔ)存?zhèn)}到運(yùn)至飼料廠使用過(guò)程中，會(huì)發(fā)生一定程度的質(zhì)變，質(zhì)變的結(jié)果是蛋白質(zhì)自溶成各種氨基酸，而后在細(xì)菌的作用產(chǎn)生含硫化合物、氨、生物胺、有機(jī)酸等，此類物質(zhì)具有很強(qiáng)的惡臭味；此外，脂肪、油類及食品下腳料等,也會(huì)產(chǎn)生惡臭氣味，水產(chǎn)飼料的惡臭氣體大多來(lái)源于此。

目前，我國(guó)飼料加工廠特別是水產(chǎn)飼料加工廠對(duì)異味物的污染尚無(wú)法做到有效控制。無(wú)組織和有組織排放的惡臭廢氣，雖然都經(jīng)過(guò)環(huán)保工藝處理，但由于惡臭氣體氣量大、臭氣濃度高，常規(guī)的環(huán)保處理如化學(xué)洗滌、生物洗滌、生物過(guò)濾等方法，不能有效地解決惡臭的問(wèn)題，且有處理能力隨時(shí)間衰減、維護(hù)保養(yǎng)不夠等各種客觀因素，造成了水產(chǎn)飼料生產(chǎn)企業(yè)周邊大氣環(huán)境的嚴(yán)重污染。

結(jié)合該領(lǐng)域的環(huán)保痛點(diǎn)和對(duì)水產(chǎn)飼料行業(yè)的深刻理解，本研究創(chuàng)造性地創(chuàng)立了基于“零排放架構(gòu)”的節(jié)能減排和廢氣處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)是將空氣置換型生產(chǎn)工藝或生產(chǎn)空間的廢氣排放系統(tǒng)優(yōu)化為封閉式內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，并通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)方法將廢氣處理為達(dá)標(biāo)氣體后再次進(jìn)入工藝系統(tǒng)或生產(chǎn)空間中循環(huán)利用，不需設(shè)置排氣筒，不向外界排放有組織廢氣，簡(jiǎn)稱為“廢氣零排放”系統(tǒng)，減輕了空氣治理負(fù)擔(dān)，可解決廢氣污染問(wèn)題。同時(shí)可根據(jù)廢氣中能量水平的高低，選擇性地進(jìn)行能量回收利用，以節(jié)約能源，降低企業(yè)運(yùn)行成本，提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益。

傳統(tǒng)水產(chǎn)飼料的廢氣產(chǎn)生過(guò)程為空氣置換型：利用環(huán)境空氣將飼料生產(chǎn)中產(chǎn)生的異味物質(zhì)和粉塵帶走，并通過(guò)相應(yīng)的環(huán)保工藝對(duì)異味氣體進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放，非常適合廢氣零排放技術(shù)的應(yīng)用。

圖1 冷卻工藝廢氣零排放技術(shù)改造工藝流程圖

1 工程背景概述

廣東省中山市某公司專業(yè)生產(chǎn)高端水產(chǎn)飼料和觀賞魚飼料，年產(chǎn)各種水產(chǎn)飼料約15萬(wàn)噸。本研究對(duì)該公司的2條顆粒蝦料生產(chǎn)線的冷卻器工藝段進(jìn)行技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了冷卻器的廢氣零排放，項(xiàng)目取得了良好的效果。從2020年12月份投產(chǎn)至今，已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行1年有余，安全度過(guò)了梅雨季節(jié)，在梅雨季節(jié)不需開(kāi)啟蒸汽伴熱，并且飼料的出料溫度可控，產(chǎn)品品質(zhì)較之前有較大改善。

2 工藝設(shè)計(jì)方案

2.1 工藝流程

利用通風(fēng)管道和除塵凈化除臭設(shè)備，將傳統(tǒng)的空氣置換型工藝廢氣向外排放改造為閉路循環(huán)系統(tǒng)，廢氣凈化達(dá)標(biāo)后，達(dá)到了循環(huán)使用的目的。系統(tǒng)不設(shè)置排氣筒，取消有組織排放，減少?gòu)U氣的外排量。閉路循環(huán)系統(tǒng)中部分設(shè)備實(shí)物見(jiàn)圖2-圖4。

圖2 冷卻器及四周密封處理

圖4 冷源-風(fēng)冷冷水機(jī)組

2.2 廢氣收集系統(tǒng)及風(fēng)量確定

圖3 布袋除塵器和降溫除濕設(shè)備

對(duì)中山市某公司的2條顆粒蝦料生產(chǎn)線的冷卻器工藝段進(jìn)行廢氣零排放技術(shù)改造，將原有的廢氣有組織外排改進(jìn)為閉路循環(huán)零排放。原有的廢氣收集系統(tǒng)為：冷卻器出風(fēng)口→沙克龍（旋風(fēng)除塵器，下同）→循環(huán)風(fēng)機(jī)→廢氣處理環(huán)保設(shè)備→外排，本項(xiàng)目技術(shù)改造方案為：直接對(duì)接原有的冷卻器出風(fēng)口，將原有除塵效率低的沙克龍?zhí)鎿Q為除塵效率更高的布袋除塵器，廢氣循環(huán)系統(tǒng)依次為：冷卻器出風(fēng)口→布袋除塵器→循環(huán)風(fēng)機(jī)→降溫除濕機(jī)組→氣體動(dòng)態(tài)平衡裝置→冷卻器進(jìn)風(fēng)口。冷卻器出風(fēng)口的廢氣首先經(jīng)過(guò)布袋除塵器的除塵凈化，然后在循環(huán)風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入降溫除濕機(jī)組進(jìn)行冷熱交換，廢氣中含有的水蒸氣在降溫除濕設(shè)備內(nèi)部的換熱器中與冷流體換熱，溫度降低達(dá)到露點(diǎn)溫度后冷凝析出。廢氣在經(jīng)過(guò)降溫除濕、氣體動(dòng)態(tài)平衡調(diào)節(jié)，達(dá)到循環(huán)使用的條件后再進(jìn)入冷卻器進(jìn)風(fēng)口，循環(huán)使用。

根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)原有的風(fēng)機(jī)風(fēng)量，在計(jì)算系統(tǒng)阻力后，增加2000Pa全壓進(jìn)行風(fēng)機(jī)的選型。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，風(fēng)機(jī)頻率設(shè)定為40Hz可滿足生產(chǎn)系統(tǒng)的要求，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 主要設(shè)備參數(shù)

主要設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 主要設(shè)備參數(shù)

3 運(yùn)行效果分析

據(jù)客戶反饋，周邊的惡臭氣味改善較為明顯，另?yè)?jù)周邊居民反饋，冷卻器廢氣零排放技術(shù)改造后的惡臭不明顯。

4 成本經(jīng)濟(jì)分析

4.1 運(yùn)行費(fèi)用計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)

運(yùn)行成本分析分項(xiàng)單價(jià)統(tǒng)一為：自來(lái)水：3元·m-3；電：0.75元·kW-1·h-1。

4.2 運(yùn)行費(fèi)用分析

經(jīng)核算，飼料成品的運(yùn)行費(fèi)用和回收價(jià)值如表2，扣除運(yùn)行費(fèi)用后，單位運(yùn)行費(fèi)用低于傳統(tǒng)的環(huán)保處理系統(tǒng)。

表2 飼料成品的運(yùn)行費(fèi)用和回收價(jià)值

5 存在問(wèn)題與展望

本技術(shù)改造項(xiàng)目經(jīng)過(guò)1年多的連續(xù)運(yùn)行，目前穩(wěn)定性較好，與傳統(tǒng)的廢氣處理方法相比，廢氣零排放技術(shù)能徹底解決廢氣治理難題，是水產(chǎn)飼料行業(yè)廢氣處理的最佳選擇。

由于本技術(shù)改造方案中廢氣的焓值較低，因此暫未將廢氣中的熱量進(jìn)行回收利用，后續(xù)在干燥等具有高溫高濕排氣的飼料加工工藝段，可以進(jìn)行余熱回收利用，或者采用高溫?zé)岜眉夹g(shù)，吸收廢氣中的余熱，將廢氣的余熱轉(zhuǎn)換為1~2bar的低壓蒸汽，供飼料生產(chǎn)的相關(guān)工藝段使用，減少或取消鍋爐的使用，減少碳排放。

6 結(jié)論

廢氣零排放技術(shù)，在經(jīng)過(guò)理論的提出、完善后，又經(jīng)過(guò)多個(gè)相關(guān)工藝技術(shù)改造項(xiàng)目的實(shí)踐檢驗(yàn)，理論和技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，具備大規(guī)模推廣的可行性。后續(xù)需要在能量回收利用、進(jìn)一步提高能效、提高系統(tǒng)的智能化方面著手。

參考文獻(xiàn)：（略）