油脂生產(chǎn)車間廢氣治理提標(biāo)改造實(shí)踐

陳群

（安徽實(shí)華工程技術(shù)股份有限公司，安徽 合肥 230091）

油脂加工生產(chǎn)過程中排放的大氣污染物成分主要有粉塵、脂肪酶、脂肪酸、醛類、醇類、酮類、呋喃類、正己烷、乙基乙烯酮、戊基呋喃類等[1]，既影響職工身體健康，還存在爆炸火災(zāi)隱患。近年來國家生態(tài)環(huán)境部頒布實(shí)施新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求企業(yè)將大氣污染物無組織排放改為密閉收集、治理達(dá)標(biāo)后進(jìn)行有組織排放，執(zhí)行現(xiàn)行的大氣污染物有組織限值排放標(biāo)準(zhǔn)。我國頒布實(shí)施了《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297）（2017 年修訂版），限定33 種污染物的排放限值。按照現(xiàn)行的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，油脂加工生產(chǎn)車間大氣污染物治理提標(biāo)升級工作已勢在必行。

1 生產(chǎn)廢氣治理提標(biāo)改造前的狀況

1.1 生產(chǎn)工藝流程

某企業(yè)1 號生產(chǎn)車間以玉米胚芽為原材料生產(chǎn)食用玉米油，年加工能力25 萬噸玉米胚芽，年運(yùn)行4 800小時(shí)。該生產(chǎn)線包含篩分→破碎→軟化→壓榨→浸出→烘干→蒸發(fā)工段，使用篩選機(jī)將原料玉米胚芽中雜質(zhì)去除，并使用破碎機(jī)將玉米粒料破碎；破碎后的物料在軟化鍋內(nèi)使用蒸汽加熱至55℃~80℃軟化；軟化后的物料再經(jīng)軋胚機(jī)及榨油機(jī)軋胚壓榨出油，壓榨過程使用蒸汽加熱，加熱溫度為70℃~105℃；榨出油后的胚餅在浸出器內(nèi)加入正己烷將殘余的植物油萃取出。加工后的胚餅使用蒸汽加熱蒸脫機(jī)，烘干去除胚餅中的正己烷，處理后的胚餅在倉庫內(nèi)待售；榨油機(jī)出油以及胚餅浸出油經(jīng)過濾后，在蒸發(fā)器內(nèi)使用蒸汽加熱，去除油中的正己烷，再經(jīng)冷凝結(jié)晶過濾后作為成品油在倉庫內(nèi)待售。

1.2 原有的生產(chǎn)廢氣治理設(shè)施

（1）篩選—破碎工段加集氣罩，將含粉塵的廢氣收集經(jīng)引風(fēng)機(jī)送至旋風(fēng)除塵器+布袋除塵器進(jìn)行二級除塵處理；軟化—壓榨工段的廢氣收集后經(jīng)引風(fēng)機(jī)送至熱交換器和水洗塔，進(jìn)行冷卻、水洗處理；上述兩股氣體合并通過一根15米高的異味排氣筒放空。

根據(jù)實(shí)際檢測數(shù)據(jù)，該排氣筒排放尾氣參數(shù)：臭氣濃度：190（無量綱）；植物油煙氣濃度：130 g/m3；異味氣體總硫濃度：0.08 g/m3；酸堿度：弱酸性；溫度：45℃/25℃；濕度：飽和濕度；風(fēng)量：20 000 m3/h。

（2）浸出工段使用正己烷為萃取劑，采用冷凝法回收循環(huán)使用，排放的不凝氣體中正己烷濃度為126 g/m3；烘干—蒸發(fā)工段吹脫氣密閉收集降溫處理，吹脫氣中正己烷濃度為2.4 g/m3；上述兩股氣體合并通過一根15 m高排氣筒放空。

根據(jù)實(shí)際檢測數(shù)據(jù)，該排氣筒排放尾氣參數(shù)：正己烷濃度：11 g/m3；溫度：90℃/35℃；酸堿度：弱酸性；濕度：飽和濕度；風(fēng)量：6 840 m3/h。

2 生產(chǎn)廢氣治理升級改造技術(shù)方案

完善無組織廢氣的收集系統(tǒng)，匹配滿足廢氣量要求的引風(fēng)機(jī)，保證廢氣產(chǎn)生工段的收集系統(tǒng)處于微負(fù)壓工作狀態(tài)，防止廢氣逸散，從而消除無組織排放源。在確保安全前提下，充分利用原有環(huán)保設(shè)施，分別處理異味氣體、高濃度VOCs 廢氣、低濃度VOCs 廢氣，具體實(shí)施方案如下：

2.1 異味氣體的治理

玉米胚芽在篩分→破碎→軟化→壓榨工段，經(jīng)過高溫、擠壓和高剪切力作用，會(huì)產(chǎn)生粉塵、油脂性揮發(fā)有機(jī)污染物，其中有硫化合物、氨類等酸性惡臭污染物，對人體粘膜有強(qiáng)烈刺激。保留原有的二級除塵、冷卻、水洗廢氣治理設(shè)施，在其之后新增異味氣體處理設(shè)施：一級堿洗塔+二級除臭塔+脫水除霧+ Vaportek 膜片脫臭的處理工藝。

（1）一級堿洗脫臭

用NaOH 溶液做為洗滌劑，對硫化物與氨氣都有較好的去除效果。兩種物質(zhì)均能溶于水，而且能發(fā)生反應(yīng)。

（2）二級除臭洗滌

堿洗后廢氣中還有其他異味分子，除臭液中含有脫臭粒子，脫臭粒子能有效地吸附廢氣中的異味分子，吸附在脫臭粒子表面的臭氣分子與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)，詳細(xì)過程如下：

酸堿反應(yīng)：脫臭粒子中含有微量生物堿，與酸性臭氣分子反應(yīng)。采用的除臭液是高純度植物提取液，能進(jìn)行生物降解，無毒。催化氧化反應(yīng)：在植物提取液的催化作用下，酸性氣體與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。以硫化氫的反應(yīng)為例：

氧化還原反應(yīng)：例如甲醛具有氧化性，在植物液中有的有效分子具有還原性，它們可以直接進(jìn)行反應(yīng)，如與甲醛和氨的反應(yīng)：

生物脫臭：將油脂或污染質(zhì)加以分解乳化，促進(jìn)有效細(xì)菌的生長，在此過程中藉生物觸媒，促進(jìn)氧化而脫臭。

（3）Vaportek膜片脫臭

Vaportek 脫臭技術(shù)采用由多種天然植物提取液制成的臭味去除劑，脫臭過程除了物化機(jī)理之外，還包含微量的生化反應(yīng)機(jī)理。Vaportek 分子中有16～18 個(gè)類似芳香烴的分子，每個(gè)鉆石型的分子式中一個(gè)共振的氫有6 個(gè)官能基，用以中和臭味而達(dá)到脫臭的功效。Vaportek 借助空氣動(dòng)力，能夠主動(dòng)與空氣中的臭氣分子接觸并中和，除臭微粒子可主動(dòng)迅速捕捉空氣中的臭味氣體分子，并將臭味粒子包裹住。常見的臭氣分子大多為小分子有機(jī)物（酯類、醇類、芳烴類等），也包括部分無機(jī)小分子如臭氧、氨、硫化氫、碳?xì)漕惖?。Va?portek 粒子通過分子間非極性相互作用與臭氣分子發(fā)生非共價(jià)結(jié)合，從而大大穩(wěn)定該類分子，降低其活性與刺激性，可徹底去除臭味[1，3]。

（4）異味氣體處理工藝流程

新增異味氣體處理設(shè)施建立在生產(chǎn)車間廠房外，工藝流程詳見圖1。

圖1 異味氣體處理工藝流程

2.2 高濃度VOCs廢氣的治理

浸出工段的正己烷冷凝循環(huán)使用，排放的不凝氣體中正己烷濃度較高，為爆炸性氣體，需要將不凝氣體中正己烷濃度降至其爆炸下限的25%之下，方可進(jìn)入下一步吸附法處理工藝。本項(xiàng)目采用成熟的石蠟油吸收工藝來處理浸出工段排放的不凝尾氣，石蠟油吸收廢氣工藝流程詳見圖2。

圖2 高濃度VOCs廢氣吸收法處理工藝流程

浸出工段排放的不凝尾氣進(jìn)入石蠟油吸收裝置后，從吸收塔底部進(jìn)入，貧油從塔上部流下，穿過填料層與尾氣逆流接觸吸收。吸收后尾氣從吸收塔頂部由尾氣風(fēng)機(jī)經(jīng)阻火器進(jìn)入下一步吸附法處理；吸收了溶劑的富油經(jīng)熱交換后進(jìn)入解吸塔頂部，塔底蒸汽直接逆流向上，解吸后的貧油經(jīng)熱交換進(jìn)入吸收塔循環(huán)使用。

2.3 低濃度VOCs廢氣的治理

經(jīng)過冷凝-石蠟油吸收后的排放氣體中仍含有相當(dāng)一部分溶劑[4]，控制正己烷濃度降至其爆炸下限之下，與烘干—蒸發(fā)工段排放的少量正己烷混合，進(jìn)入水洗塔洗滌并降溫，除去微量的胚芽粕粉等顆粒物雜質(zhì)，廢氣再經(jīng)空冷器降溫和除水，氣體接近常溫后經(jīng)通風(fēng)機(jī)引至吸附設(shè)施。經(jīng)吸附處理達(dá)標(biāo)的氣體通過升級改造的一根25 m 煙囪引高排放。

吸附設(shè)施由吸附器T1、T2、T3 組成，采用二級吸附工藝處理。吸附器T1、T2 兩級串聯(lián)，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，吸附器T1 趨于吸附飽和后轉(zhuǎn)入解吸，同時(shí)切換至吸附器T2、T3 串聯(lián)接續(xù)吸附。吸附器T1 采用蒸汽解吸，而后再經(jīng)冷卻降溫，即可重新用于下次吸附。以上依序輪流并不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)吸附和解吸，滿足生產(chǎn)連續(xù)處理要求[3]?！八?冷卻+吸附”廢氣處理工藝流程見圖3。

圖3 低濃度VOCs廢氣吸附法處理工藝流程

2.4 提標(biāo)改造后的尾氣排放檢測

我國頒布實(shí)施了《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297）（2017 年修訂版），限定33 種污染物的排放限值，其中包括苯、甲苯、二甲苯、低分子酸、醛、醚等揮發(fā)有機(jī)物[3-4]。

本項(xiàng)目實(shí)施后，該企業(yè)委托某檢測科技有限公司對油脂加工生產(chǎn)車間的排氣筒尾氣進(jìn)行了監(jiān)測，檢測結(jié)果：VOCs 濃度70 mg/m3，顆粒物濃度0.8 mg/m3，臭氣濃度8（無量綱）。大氣污染物排放數(shù)值優(yōu)于表1所示現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的大氣污染物有組織排放限值。

表1 大氣污染物有組織排放限值

3 提標(biāo)改造前后效果對比

25 萬噸玉米胚芽年加工能力生產(chǎn)車間廢氣治理提標(biāo)改造項(xiàng)目實(shí)施前后取得的有益效果見表2。

表2 項(xiàng)目實(shí)施前后效果對比表

4 結(jié)束語

在廢氣治理提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)階段，對比了油脂加工行業(yè)多種脫臭、溶劑回收利用等技術(shù)，最終選擇的工藝方案是在確保生產(chǎn)安全、尾氣達(dá)標(biāo)排放前提下，做到廢氣治理設(shè)施運(yùn)行可靠、能耗低且停產(chǎn)安裝工期不超過10 天。該工程已經(jīng)得到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的驗(yàn)收，通過一年多的運(yùn)行，已達(dá)到了設(shè)計(jì)值。

油脂加工企業(yè)在我國數(shù)量眾多，多數(shù)企業(yè)現(xiàn)有的環(huán)保治理設(shè)施較為簡單，植物油廠周邊區(qū)域普遍存在異味感，植物油浸出溶劑的消耗指標(biāo)差于國外同類工廠的同類技術(shù)指標(biāo)[4]，這些都表明目前我國油脂加工行業(yè)低效能、高污染的傳統(tǒng)狀況亟需改變?！丁笆奈濉惫I(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》明確要求推動(dòng)生產(chǎn)過程清潔化轉(zhuǎn)型，提出了強(qiáng)化源頭減量、過程控制和末端高效治理相結(jié)合的系統(tǒng)減污理念，給油脂加工行業(yè)科研工作者指明了努力方向，提供了發(fā)展空間，油脂加工企業(yè)節(jié)能減排工作任重而道遠(yuǎn)。