熊小雄

（江西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 南昌）

煙草加工生產(chǎn)過程中各工藝點(diǎn)產(chǎn)生的異味分子達(dá)上千種，大部分屬高分子碳?xì)浠衔?，如糖、煙堿、氮、蛋白質(zhì)、苯酚、茄酮、大馬酮、糖醛、甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、丁烷、醋酸等，這些有機(jī)化合物的共同特點(diǎn)是濃度高，且難溶于水，對(duì)人的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、精神狀態(tài)等都會(huì)帶來刺激和傷害。隨著《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》等法律法規(guī)的頒布實(shí)施，對(duì)工業(yè)企業(yè)的清潔化生產(chǎn)要求越來越高，廢氣排放的要求越來越嚴(yán)格。無味無害化排放是未來工業(yè)廢氣排放的最終標(biāo)準(zhǔn)，這就要求工業(yè)企業(yè)必須嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中有害有異味氣體的排放。

傳統(tǒng)的煙草除異味方法有燃燒（催化氧化）法、過濾法、臭氧氧化法、吸附法等。其中，使用燃燒（催化氧化）法、過濾法、臭氧氧化法除異味易形成二次污染，吸附法存在運(yùn)營成本高、凈化效率低的問題。近年來，科技進(jìn)步催生出許多工業(yè)廢氣處理方面的高新技術(shù)，其中應(yīng)用于煙草除異味的技術(shù)主要有生物法、離子貓技術(shù)、紫外光解法、低溫等離子體技術(shù)以及光化學(xué)等離子技術(shù)。

一、新型除異味技術(shù)

（1）生物法除異味技術(shù)。廢氣（異味氣體）經(jīng)過除塵、增濕或降溫等預(yù)處理后，從濾池底部由下向上穿過由填料（主要有土壤、堆肥、泥炭等）構(gòu)建的濾床，異味氣體物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移到水-微生物混合相，通過固著于填料上的微生物的代謝作用而被分解為二氧化碳和水等小分子物質(zhì)，達(dá)到去除異味的目的。具有凈化效率高，處理費(fèi)用低的特點(diǎn)，但占地面積大，易堵塞，填料需定期更換，脫臭過程很難控制，受溫度和濕度的影響大，生物菌培養(yǎng)需要較長時(shí)間，遭到破壞后恢復(fù)時(shí)間較長。

（2）離子貓技術(shù)。廢氣（異味氣體）經(jīng)過除塵、降溫等預(yù)處理后，先通過活性碳纖維材料吸附廢氣，然后經(jīng)蒸汽換熱加溫脫附，脫附出的異味氣體分子最后經(jīng)過中頻、高壓電場，被裂解成C4+、H+等等離子，并同時(shí)被催化氧化成CO2和H2O后，實(shí)現(xiàn)無污染排放。具有除異味效率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、沒有污水排放等特點(diǎn)，但也存在下列問題：①使用活性碳纖維材料，設(shè)備阻力大，配套電機(jī)功率高，加上加熱器和循環(huán)風(fēng)機(jī)的耗能，導(dǎo)致該技術(shù)的耗能相對(duì)較高；②活性碳纖維有一定的壽命，更換活性碳纖維的費(fèi)用比較高；③適應(yīng)性差，在廢氣濕度飽和情況下，活性碳纖維的活性降低，吸附能力下降。

圖1 異味處理專用設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

（3）紫外光解法。利用高能紫外線光束照射惡臭氣體，裂解異味/臭味氣體，如：氨、三甲胺、硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物 H2S、VOC類，苯、甲苯、二甲苯的分子鏈結(jié)構(gòu)，使有機(jī)或無機(jī)高分子惡臭化合物分子鏈在高能紫外線光束照射下，降解轉(zhuǎn)變成低分子化合物，如CO2、H2O等。該技術(shù)具有除味效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、無需維護(hù)的特點(diǎn)，但只適用于處理低濃度、中小氣量的氣體，隨濃度的增加，投資線性增長。

（4）低溫等離子體技術(shù)。在室溫、常壓條件下，通過脈寬窄的脈沖高壓，在電極線極附近產(chǎn)生激烈的脈沖放電，利用脈沖放電產(chǎn)生的高能電子同廢氣中氣體分子（O2、H2O等）作用而產(chǎn)生豐富的離子和自由基等活性粒子，它們具有足夠高的能量以使反應(yīng)物分子激發(fā)、離解、電離，這些活性粒子再同異味污染物分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成無毒無味的小分子化合物。由于脈沖上升時(shí)間短，能使電子能量劇烈增加，電子溫度可達(dá)到10 000℃以上，而離子和原子之類的重粒子溫度可低至常溫，形成低溫等離子體。該技術(shù)具有適用范圍廣、凈化效率高、能耗低、使用便利、不產(chǎn)生副產(chǎn)物、運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)，但一次性投入高，且有二次污染。

（5）光化學(xué)等離子技術(shù)。在等離子段，一部分異味氣體在這里被電解氧化變成無毒無色無味的氣體，在氧化段，含異味的氣體在氧化段被紫外線燈管組所產(chǎn)生的UV高能光粒子與O3氧化分解，通過多級(jí)處理，絕大多數(shù)的異味氣體轉(zhuǎn)為無味無害物質(zhì)。該技術(shù)具有除味效率高，運(yùn)行費(fèi)用極低，無需維護(hù)的特點(diǎn)。

二、應(yīng)用實(shí)例

采用光化學(xué)等離子技術(shù)用于企業(yè)的廢氣、異味處理，專用設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。惡臭氣體在現(xiàn)場經(jīng)收集后，先經(jīng)過初始過濾網(wǎng)，過濾較大的塵埃顆粒后由風(fēng)管送入自動(dòng)凈化機(jī)。在等離子段，一部分異味氣體在這里被電解氧化變成無毒無色無味的氣體，氣體自水箱進(jìn)入光解系統(tǒng)，在泡沫網(wǎng)所激起的大量泡沫沖擊、洗滌下，大部分的小顆粒粉塵和部分水溶性異味分子被裹入水中，被水吸收。同時(shí)，含異味的氣體在氧化段被紫外線燈管組所產(chǎn)生的UV高能光粒子與O3氧化分解，大部分轉(zhuǎn)化為無味無害物質(zhì)。氣體繼續(xù)向上移動(dòng)到達(dá)噴淋段，剩余微量粉塵及異味氣體被進(jìn)一步洗滌，夾帶的水霧在除霧段凝聚、滴落，經(jīng)過除霧段后的干燥氣體進(jìn)入等離子段，潔凈的氣體最后通過一體安裝的風(fēng)機(jī)由出風(fēng)口管道向外排放。一小部分含異味分子及粉塵在水中積存，其中異味分子被水中溶解的臭氧O3和氫氧基OH繼續(xù)氧化分解，含粉塵的水則由泵經(jīng)排污口輸向過濾機(jī)進(jìn)液口，當(dāng)濾渣達(dá)到一定厚度，壓力表達(dá)到一定壓力時(shí)，將過濾袋取下，更換新的過濾袋即可。濾清的水聚集在清液箱中由水泵回輸入主水箱中循環(huán)使用。潔凈的氣體由引風(fēng)機(jī)向外排出。

整個(gè)運(yùn)行過程PLC控制，通過觸摸屏操作，簡單方便。設(shè)備正常運(yùn)行后，對(duì)處理后的氣體進(jìn)行實(shí)測，除異味效率達(dá)到預(yù)期的99%以上。

三、結(jié)語

光化學(xué)等離子技術(shù)除異味設(shè)備，通過等離子段和紫外光解氧化段等多級(jí)處理，除異味效率＞90%，具有運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、沒有二次污染的特點(diǎn)。解決了目前國內(nèi)其他氧化除臭技術(shù)存在的氧化效率低下，反應(yīng)時(shí)間較長，設(shè)備體積巨大，材料耗費(fèi)大的問題。