某香料香精廠有機(jī)廢氣的收治改造

張 燕，黃 毅

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

某香精香料廠主要生產(chǎn)植物性天然香料和合成香料。由于香精香料企業(yè)廢氣排污成分復(fù)雜，嗅閾值低［1］，周邊因廢氣排放引起的環(huán)境問(wèn)題和擾民現(xiàn)象突出。通過(guò)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)排查，根據(jù)排查出的問(wèn)題有針對(duì)性的提出改造方案，經(jīng)整改后，車(chē)間內(nèi)主要無(wú)組織產(chǎn)氣點(diǎn)均得到有效收集，現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境明顯改善，廠房外無(wú)組織廢氣濃度達(dá)標(biāo)。具體改造措施可供同行業(yè)類比參考。

1 有機(jī)廢氣收治現(xiàn)狀

1.1 企業(yè)生產(chǎn)工藝

該企業(yè)產(chǎn)品主要生產(chǎn)過(guò)程大致為：將原料加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)釜的溫度、壓力和反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后將粗品放入分餾釜中進(jìn)行分餾，分離產(chǎn)物放入結(jié)晶釜中，冷卻結(jié)晶離心干燥后得到產(chǎn)品，工藝流程如圖1所示。主要生產(chǎn)設(shè)備包括各種反應(yīng)釜、水噴射真空泵、平板式離心機(jī)、干燥機(jī)等，企業(yè)內(nèi)配套設(shè)置污水處理站和危險(xiǎn)廢物暫存間對(duì)產(chǎn)生的廢水和危險(xiǎn)廢物分別進(jìn)行處理和暫存。

圖1 某香精香料廠主要生產(chǎn)工藝流程圖

1.2 有機(jī)廢氣收集現(xiàn)狀

經(jīng)調(diào)查，該香精香料廠廢氣收集方面存在以下問(wèn)題：（1）各種反應(yīng)釜卸料點(diǎn)上方雖設(shè)置集氣罩，但集氣罩設(shè)置位置不能完全覆蓋無(wú)組織廢氣的逸散點(diǎn)，且部分集氣罩風(fēng)量偏小；（2）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，該企業(yè)水噴射真空泵循環(huán)水箱上端活動(dòng)蓋無(wú)法完全密閉，不溶于水的有機(jī)廢氣易逸散到車(chē)間內(nèi)，雖然水噴射真空泵房已加裝塑料幕簾，但是當(dāng)外環(huán)境風(fēng)力較大時(shí)，幕簾易被掀起，廢氣逸散到外環(huán)境中；（3）離心工序結(jié)束后，需打開(kāi)平板式離心機(jī)上端蓋板取出固體物料，固體物料與空氣直接接觸，有機(jī)廢氣直接逸散到車(chē)間內(nèi)；（4）生產(chǎn)污水主要來(lái)自于企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備清洗和地面沖洗，各污水池未密閉，有機(jī)廢氣直接逸散到空氣中，影響周?chē)h(huán)境；（5）企業(yè)產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物包括蒸餾殘?jiān)任镔|(zhì)，儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣，企業(yè)未進(jìn)行收集。

1.3 有機(jī)廢氣治理現(xiàn)狀

該香精香料廠廢氣治理方面存在以下問(wèn)題：（1）目前企業(yè)分車(chē)間設(shè)置廢氣處理設(shè)施，合成車(chē)間廢氣經(jīng)堿液噴淋和水噴淋預(yù)處理后與天然車(chē)間、離心車(chē)間廢氣合并后經(jīng)“堿噴淋＋活性炭吸附＋水噴淋”后經(jīng)15 m排氣筒排放，無(wú)廢氣處理設(shè)施的相關(guān)運(yùn)行、管理、維護(hù)臺(tái)賬；（2）活性炭吸附裝置簡(jiǎn)易，無(wú)溫度、壓力顯示等必要的附屬件。根據(jù)業(yè)主提供自行監(jiān)測(cè)報(bào)告和在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，參照《污染源強(qiáng)核算技術(shù)指南汽車(chē)制造》（HJ 1097-2020）［2］和《環(huán)境保護(hù)綜合名錄》（2021年版）［3］中分別關(guān)于廢活性炭產(chǎn)生量計(jì)算和VOCs治理設(shè)備活性炭吸附去除率取值方法，按每天運(yùn)行12 h，每年運(yùn)行300 d計(jì)算，該企業(yè)每年廢活性炭產(chǎn)生量22.1 t，將產(chǎn)生大量危廢；（3）水噴淋吸收法適用于處理易溶于水的有機(jī)廢氣，該企業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣經(jīng)堿液噴淋和活性炭吸附后即可達(dá)標(biāo)排放，無(wú)需加裝水噴淋塔。

2 有機(jī)廢氣收治改造方案

2.1 有機(jī)廢氣收集改造方案

2.1.1 安裝反應(yīng)釜密閉卸料連接裝置

該企業(yè)共有40臺(tái)反應(yīng)釜，在每臺(tái)反應(yīng)釜卸料口與料桶接料口之間安裝密閉連接裝置，同時(shí)將抽氣管道密閉連接在料桶的另一端，可最大程度的減少反應(yīng)釜卸料時(shí)有機(jī)廢氣無(wú)組織排放量。按每臺(tái)釜50 m3／h風(fēng)量進(jìn)行估算，40臺(tái)釜同時(shí)運(yùn)行系數(shù)取0.6，總風(fēng)量約為1 200 m3／h。

2.1.2 水噴射真空泵循環(huán)水箱活動(dòng)蓋上空設(shè)置集氣罩

由于通過(guò)水噴射真空泵抽送出來(lái)的廢氣屬于上升氣流，可通過(guò)上方集氣罩形成局部負(fù)壓有效誘導(dǎo)氣流走向，但集氣罩受各種條件影響，可能需要較大的引風(fēng)量。根據(jù)真空泵循環(huán)水箱活動(dòng)蓋大小、位置及污染源發(fā)散形式，設(shè)置直徑0.45 m的圓形傘形罩，距離活動(dòng)蓋高約0.2 m。設(shè)裙邊，裙邊高度約為0.1 m，吸風(fēng)口斷面流速取0.5 m／s，單臺(tái)真空泵風(fēng)量約為400 m3／h［4］，該企業(yè)共有6臺(tái)真空泵，設(shè)備同時(shí)運(yùn)行系數(shù)取0.8，則總風(fēng)量約為2 000 m3／h。

2.1.3 平板式離心機(jī)區(qū)設(shè)置密閉隔間進(jìn)行負(fù)壓排氣

密閉隔間可有效隔斷污染源在車(chē)間內(nèi)擴(kuò)散，相比集氣罩來(lái)講，受空氣氣流影響小，負(fù)壓抽取的廢氣中空氣含量低［5］。根據(jù)車(chē)間和設(shè)備實(shí)際情況，設(shè)置長(zhǎng)10.8 m，寬3 m，高3.5 m的密閉操作間。考慮人員作業(yè)新風(fēng)量、衛(wèi)生限值等因素，換氣次數(shù)取30次／h；根據(jù)企業(yè)實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)備同時(shí)運(yùn)行系數(shù)取0.8，則平板式離心機(jī)區(qū)域風(fēng)量約為2 800 m3／h。

2.1.4 對(duì)污水池進(jìn)行加蓋密閉抽排風(fēng)

對(duì)各污水處理池加裝玻璃鋼蓋，側(cè)面預(yù)留檢修和清池用的人孔，該香精香料廠污水池長(zhǎng)30 m，寬10 m，換氣次數(shù)取8次／h，總風(fēng)量為2 400 m3／h。

2.1.5 危險(xiǎn)廢物暫存間設(shè)置抽氣管道和設(shè)備

根據(jù)《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18597-2001）及其修改單，必須有氣體導(dǎo)出口及氣體凈化裝置［6］。該企業(yè)危廢暫存間長(zhǎng)×寬×高＝5.7 m×3.2 m×2.5 m，根據(jù)《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50019-2015）［7］，換 氣次 數(shù) 取12次／h，總抽氣量為550 m3／h，風(fēng)管采用玻璃鋼材質(zhì)，流速應(yīng)控制在2～8 m／s。

2.1.6 重新布置全廠廢氣收集管網(wǎng)，核算總風(fēng)量

該香精香料廠原未進(jìn)行收集的無(wú)組織廢氣產(chǎn)氣點(diǎn)進(jìn)行改造后，由于廢氣量和廢氣收集點(diǎn)均發(fā)生了較大變化，因此需對(duì)各車(chē)間和全廠廢氣收集管網(wǎng)重新進(jìn)行優(yōu)化布置，選擇合適的管道走向，并根據(jù)重新布設(shè)的管網(wǎng)設(shè)計(jì)主收集管道管徑，核算系統(tǒng)壓損，為后續(xù)選擇合適的負(fù)壓風(fēng)機(jī)提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2 有機(jī)廢氣治理改造方案

根據(jù)《浙江省精細(xì)化工行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物污染防治可行技術(shù)指南》［8］，高濃度VOCs廢氣，優(yōu)先采用冷凝、吸附回收等技術(shù)對(duì)廢氣中的VOCs回收利用，并輔以催化燃燒、熱力燃燒等治理技術(shù)；中、低濃度VOCs廢氣，有回收價(jià)值時(shí)宜采用吸附技術(shù)回收處理，無(wú)回收價(jià)值時(shí)有限采用吸附濃縮—燃燒技術(shù)處理。

上述無(wú)組織廢氣進(jìn)行有組織收集后，系統(tǒng)廢氣總量將增加8 950 m3／h，結(jié)合企業(yè)廢氣風(fēng)量大、濃度低、連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，活性炭吸附產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物年產(chǎn)生量大。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，將原有廢氣處理工藝“堿噴淋＋活性炭吸附＋水噴淋”升級(jí)改造為“堿噴淋＋吸附濃縮＋催化燃燒”的方式對(duì)廢氣進(jìn)行處理。通過(guò)催化燃燒排放的高溫?zé)煔饪赏ㄟ^(guò)換熱裝置，回收熱能用于生產(chǎn)干燥工序以減少系統(tǒng)能耗。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)技術(shù)改造有機(jī)廢氣治理，無(wú)組織廢氣轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織廢氣后，系統(tǒng)廢氣總風(fēng)量增加明顯，加上廢氣濃度低、企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)等特點(diǎn)，將原有廢氣處理工藝“堿噴淋＋活性炭吸附＋水噴淋”升級(jí)改造為“堿噴淋＋吸附濃縮＋催化燃燒”，在收集管網(wǎng)和設(shè)施正常運(yùn)行的狀態(tài)下，廢氣污染物可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。