香精香料企業(yè)廢氣治理現(xiàn)狀及建議

張 燕，黃 毅

(1.中鋁環(huán)保節(jié)能科技(湖南)有限公司，湖南 長沙 410019； 2.長沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長沙 410019)

香料是調(diào)配香精的原料，香精廣泛配套于食品、飲料、酒類、卷煙、洗滌用品、化妝品、牙膏、醫(yī)藥等工業(yè)，是現(xiàn)代社會(huì)人類生活不可缺少的原輔料。品種多、產(chǎn)量小、專用型和配套性強(qiáng)、用量少、作用大、一地生產(chǎn)多地使用是香料香精產(chǎn)品的基本特點(diǎn)。我國香精香料行業(yè)逐步朝著國家化的方向發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮出了重要的作用[1]。由于香精香料生產(chǎn)使用原輔材料種類繁多，且嗅閾值低，近年來，因有機(jī)廢氣排放不達(dá)標(biāo)造成的擾民事件頻發(fā)。2019年，江西省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布了《揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)第2部分：有機(jī)化工行業(yè)》(DB36/1101.2-2019)[2]，標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定，自2020年3月1日起，有機(jī)化工所有企業(yè)車間或生產(chǎn)設(shè)施的排氣筒非甲烷總烴排放濃度由國家標(biāo)準(zhǔn)的120 mg/m3提高到80 mg/m3，廠界非甲烷總烴更是從國家標(biāo)準(zhǔn)要求的4 mg/m3提高到2 mg/m3，香精香料生產(chǎn)企業(yè)如何有效控制廢氣污染成為制約該行業(yè)發(fā)展和亟待解決的問題[3]。

本文調(diào)查了某工業(yè)園區(qū)10家香精香料生產(chǎn)企業(yè)，收集企業(yè)使用原輔材料情況、主要生產(chǎn)設(shè)備、廢氣收集管網(wǎng)、廢氣治理工藝和治理設(shè)備等信息。從源頭、過程和末端全過程分析香精香料企業(yè)廢氣治理現(xiàn)狀，提出整改建議。

1 香精香料企業(yè)廢氣治理現(xiàn)狀

1.1 原輔材料

以香料來源和組成為劃分標(biāo)準(zhǔn)，可以將其分為天然香料和單體香料。天然香料又可分為動(dòng)物性香料和植物性香料，單體香料包括單離香料和合成香料。此次調(diào)查的10家企業(yè)產(chǎn)品類型以生產(chǎn)植物性香料和合成香料為主，8家企業(yè)使用高VOCs含量原輔材料，5家企業(yè)使用含芳香烴的原輔材料，3家企業(yè)同時(shí)使用高VOCs含量和芳香烴的原輔材料?！吨攸c(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》(環(huán)大氣[2019]53號(hào))(以下簡稱方案)中指出化工行業(yè)要推廣使用低(無)VOCs含量、低反應(yīng)活性的原輔材料，加快對芳香烴、含鹵素有機(jī)化合物的綠色替代。10家香精香料企業(yè)使用的原輔材料大部分都屬于高VOCs含量，而且有一半企業(yè)原輔材料中還包括光反應(yīng)活性高的甲苯等物質(zhì)。

1.2 主要生產(chǎn)工藝和設(shè)備

方案中指出，通過采用全密閉、連續(xù)化、自動(dòng)化等生產(chǎn)技術(shù)，以及高效工藝與設(shè)備等，可以有效地減少無組織廢氣排放。經(jīng)調(diào)查，某工業(yè)園區(qū)10家香精香料企業(yè)中，植物性天然香料產(chǎn)品的生產(chǎn)方式以物理方法為主，如分餾冷凝、結(jié)晶離心、蒸餾法等；合成香料產(chǎn)品的生產(chǎn)方式以化學(xué)合成為主，如加成反應(yīng)、成環(huán)反應(yīng)、酯化反應(yīng)等。由于香精香料行業(yè)產(chǎn)品之間相互套用性強(qiáng)，10家香精香料生產(chǎn)過程中，液體上料基本均采用負(fù)壓泵送，固體上料時(shí)將反應(yīng)釜投料口打開進(jìn)行投料操作，有機(jī)廢氣產(chǎn)生量大；產(chǎn)生的用于下一步反應(yīng)的中間品采用噸桶收集后用叉車運(yùn)至下一道工序的廠房內(nèi)重復(fù)投料操作。物質(zhì)反應(yīng)過程在反應(yīng)釜中進(jìn)行，中間品輸送均未采用管道進(jìn)行密閉輸送。

10家香精香料企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備和使用方式大致相同，主要有各種反應(yīng)釜、玻璃鋼抽濾罐、平板式離心機(jī)、水噴射式真空泵。卸料時(shí)，平板式離心機(jī)和玻璃鋼抽濾罐需打開蓋板取出固體物料，固體物料與空氣直接接觸，有機(jī)廢氣排放量多；水噴射真空泵利用水流體傳遞質(zhì)量和能量的原理，抽出反應(yīng)釜中的高濃度有機(jī)廢氣進(jìn)行冷凝，從而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜抽真空的目的。5家企業(yè)水噴射真空泵循環(huán)水箱未密閉，不溶于水的有機(jī)廢氣排放濃度高、排放量大。

1.3 廢氣收集現(xiàn)狀及收集管網(wǎng)

1.3.1 廢氣收集現(xiàn)狀

廢氣有效收集是高效處理的前提。根據(jù)香精香料主要生產(chǎn)工藝，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況，香精香料企業(yè)有機(jī)廢氣主要來自于反應(yīng)釜上下料過程、反應(yīng)釜反應(yīng)過程、物料離心、抽濾過程、水噴射真空泵敞開運(yùn)行、污水處理站及危險(xiǎn)廢物暫存間。主要廢氣來源和排放特點(diǎn)見表1。

表1 廢氣產(chǎn)污環(huán)節(jié)及排放特點(diǎn)

10家香精香料企業(yè)反應(yīng)釜廢氣均進(jìn)行了有效收集；1家企業(yè)采用真空離心機(jī)，有效阻止了有機(jī)廢氣無組織逸散，車間內(nèi)環(huán)境好，其余9家企業(yè)均采用平板式離心機(jī)，離心后固體物料卸料時(shí)，大量有機(jī)廢氣無組織逸散在車間內(nèi)，車間內(nèi)工作環(huán)境惡劣；6家企業(yè)使用水噴射式真空泵，循環(huán)水箱密閉運(yùn)行，4家企業(yè)水噴射式真空泵循環(huán)水箱敞開運(yùn)行，造成有機(jī)廢氣無組織逸散；3家企業(yè)對污水處理站進(jìn)行加蓋密閉抽氣處理后排放，5家企業(yè)污水處理站未加蓋密閉，余下2家企業(yè)沒有污水處理站；10家企業(yè)均未對危險(xiǎn)廢物暫存間廢氣進(jìn)行收集和處理。

1.3.2 收集管網(wǎng)

10家香精香料企業(yè)廢氣收集管網(wǎng)多采用圓形管，10家企業(yè)中僅有2家企業(yè)廢氣收集管管徑適宜，其余8家企業(yè)廢氣收集管管徑偏小。8家企業(yè)存在管線設(shè)置不合理，各并聯(lián)管網(wǎng)壓力損失不匹配，且未設(shè)置調(diào)壓裝置的問題。由于10家企業(yè)投產(chǎn)較早，當(dāng)時(shí)環(huán)保要求不高，企業(yè)環(huán)境影響報(bào)告書中未提出有效的廢氣處理措施，隨著國家環(huán)保要求和標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，地方環(huán)保部門要求各企業(yè)對廢氣進(jìn)行有效收集和處理，企業(yè)委托設(shè)備廠家對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并與末端治理設(shè)備一起進(jìn)行采購安裝，甚至有的企業(yè)自行設(shè)計(jì)，自行采購設(shè)備后安裝，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)風(fēng)壓難以克服系統(tǒng)阻力，有機(jī)廢氣收集系統(tǒng)難以正常運(yùn)行。

1.4 廢氣治理工藝

經(jīng)調(diào)查，某工業(yè)園區(qū)10家香精香料企業(yè)產(chǎn)生的廢氣都進(jìn)行了治理，6家企業(yè)采用組合式末端治理技術(shù)，4家企業(yè)采用單一治理技術(shù)，具體治理技術(shù)見表2。

表2 香精香料企業(yè)廢氣末端治理情況

根據(jù)《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》(環(huán)大氣[2019]53號(hào))中“鼓勵(lì)企業(yè)采用多種技術(shù)的組合工藝，提高VOCs治理效率”?；谙憔懔掀髽I(yè)的特點(diǎn)，企業(yè)排放的廢氣中揮發(fā)性有機(jī)物成分復(fù)雜，按化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，分為烷類、芳香烴類、烯類、鹵代烴類、酯類、醛類、酮類等，采用單一水噴淋和堿液噴淋對于廢氣中含有不溶于水和不溶于堿液的物質(zhì)來說治理效果差，難以保證達(dá)標(biāo)排放。

活性炭吸附適用于低濃度VOCs氣體的處理。從處理措施效果看，堿液(水)噴淋吸收+活性炭吸附工序?qū)τ袡C(jī)氣體的吸收效率較低，處理效率不高[4]。這是因?yàn)閲娏芎笕粑闯F或除霧效果不好，直接進(jìn)入活性炭吸附工序，易導(dǎo)致活性炭吸附飽和或堵塞，吸附劑一般壽命不長，需要不斷更換。

低濃度、大風(fēng)量廢氣，宜采用活性炭吸附、減風(fēng)增濃等濃縮技術(shù)，提高廢氣濃度后凈化處理，難以回收的高濃度廢氣，宜采用高溫焚燒、催化焚燒等技術(shù)。A企業(yè)和G企業(yè)未對氣體進(jìn)行分質(zhì)收集，將收集到的低濃度無組織有機(jī)廢氣直接送入RTO中進(jìn)行焚燒處理，為保持爐溫，需添加大量天然氣進(jìn)行助燃，造成處理成本高等問題。

2 香精香料企業(yè)廢氣治理建議

治理建議包括：優(yōu)先選用低VOCs的原輔材料，選用密閉性好的生產(chǎn)設(shè)備，選用連續(xù)化、自動(dòng)化程度高的生產(chǎn)技術(shù)；提高廢氣收集率，將無組織廢氣轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織廢氣；結(jié)合廢氣特性，選用合適的治理工藝；聘請專業(yè)的第三方環(huán)保公司設(shè)計(jì)廢氣收集管網(wǎng)和配置治理設(shè)備。

2.1 源頭控制

鼓勵(lì)香精香料行業(yè)使用低VOCs含量的原輔材料；鼓勵(lì)使用含醇類、酯類的低光化學(xué)反應(yīng)活性的原料替代甲苯等光化學(xué)反應(yīng)活性大的原料。

2.2 過程控制

對于高濃度有機(jī)廢氣，優(yōu)先進(jìn)行溶劑回收，從而減少有機(jī)廢氣產(chǎn)生量。同時(shí)，通過推進(jìn)使用低(無)泄漏的泵、抽濾罐、離心機(jī)等設(shè)備，推廣采用密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，對污水池進(jìn)行加蓋密閉，減少無組織廢氣外逸，進(jìn)而提高廢氣收集率。

2.3 末端控制

2.3.1 合理設(shè)計(jì)和安裝廢氣收集管網(wǎng)

由于各香精香料企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備布置均存在差異，因此企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)和安裝廢氣收集管網(wǎng)；聘請有資質(zhì)的第三方環(huán)保公司對廢氣收集管道進(jìn)行合理布置，對廢氣收集管徑和壓損進(jìn)行核算，對各并聯(lián)管路進(jìn)行調(diào)壓，根據(jù)收集系統(tǒng)壓力損失和風(fēng)量合理選擇適用的風(fēng)機(jī)。

2.3.2 選用合適的廢氣治理工藝和治理設(shè)備

企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身原輔材料、工藝特性等因素確定廢氣排放濃度、組分、風(fēng)量等參數(shù)，進(jìn)而合理選擇治理技術(shù)。分質(zhì)廢氣、分開收集、分別處理，為保證廢氣達(dá)標(biāo)排放，建議企業(yè)科學(xué)選用多種技術(shù)的組合工藝。同時(shí)，企業(yè)應(yīng)根據(jù)前端收集廢氣量確定廢氣治理設(shè)備的處理能力，避免設(shè)備處理能力不足的問題。

3 結(jié)語

隨著我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，廢氣治理問題已成為制約香精香料行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。針對現(xiàn)有香精香料企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程中存在的廢氣收集率低、收集管網(wǎng)不合理、處理工藝不合適和處理設(shè)備能力偏小等問題，應(yīng)從加強(qiáng)廢氣收集率、科學(xué)合理設(shè)計(jì)收集系統(tǒng)、選用合適的廢氣處理工藝和設(shè)備幾方面著手進(jìn)行整改，以確保廢氣達(dá)標(biāo)排放。