趙一慧

（華設(shè)設(shè)計集團(tuán)環(huán)境科技有限公司南京分公司，江蘇 南京 210000）

引 言

香料化工在國民經(jīng)濟(jì)中有著重要地位，但由于香料化工企業(yè)原料與產(chǎn)品嗅閾值較低、生產(chǎn)設(shè)施落后等，很多企業(yè)存在廢氣收集及治理效果不佳的問題，給公眾生活造成了嚴(yán)重影響。近年來，香料化工企業(yè)非常重視廢氣整治提升工作，但傳統(tǒng)化工廢氣整改傾向于末端治理，而生產(chǎn)設(shè)備和廢氣收集環(huán)節(jié)未得到有效改善[1]，源頭污染未能得到有效控制[2]，整治效果欠佳。因此，考慮“源頭設(shè)備提升+過程收集完善+末端治理達(dá)標(biāo)”的協(xié)同治理模式對化工企業(yè)的廢氣改善十分重要。某香料化工企業(yè)日常生產(chǎn)氣味擾民嚴(yán)重，廢氣來源于其樟腦系列香料車間，主要成分為樟腦油、樟腦醇和樟腦酸，企業(yè)廢氣采用“二級水吸收塔”工藝，排口的非甲烷總烴濃度為70～120 mg/m3，難以穩(wěn)定滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297-1996），因而廠區(qū)大量無組織廢氣未能得到有效收集。通過淘汰落后設(shè)備，開展無組織廢氣收集，將廢氣接入“水吸收+活性炭吸附-催化燃燒”工藝，經(jīng)過長期的運(yùn)行效果表明，整治后有組織廢氣排口的非甲烷總烴濃度為20～50 mg/m3，廠區(qū)異味大幅降低，取得了良好的整治效果。

1 廢氣治理現(xiàn)狀

企業(yè)樟腦系列香料產(chǎn)量約2 000噸/年，廢氣污染物來源于生產(chǎn)過程中的樟腦油儲罐、中間罐、精餾塔、離心機(jī)、廢水處理站，廢氣污染物為非甲烷總烴。現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，整改前廢氣僅對精餾塔廢氣與離心設(shè)備集氣罩廢氣進(jìn)行了收集，經(jīng)監(jiān)測，廢氣風(fēng)量約8 000 m3/h，進(jìn)口非甲烷總烴濃度約為280～410 mg/m3，經(jīng)“二級水吸收”后出口非甲烷總烴濃度為70～120 mg/m3，去除率約為65～75%，難以滿足穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的要求，見表1。

表1 廢氣治理現(xiàn)狀表

2 廢氣收集與治理現(xiàn)狀評估

2.1 廢氣收集現(xiàn)狀評估

為了更好地摸清樟腦香料車間的廢氣收集問題，相關(guān)工作人員對各個車間的生產(chǎn)設(shè)備以及廢氣收集系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)地排查和評估。目前，除了精餾塔的不凝廢氣可以通過采用水環(huán)泵得到有效收集外，其余廢氣的收集效果都比較差，存在的具體問題詳見表2。

表2 廢氣收集現(xiàn)狀評估

相關(guān)工作人員經(jīng)過核算得知，香料車間在整改前，廢氣的收集點位設(shè)置較不合理，因而使樟腦系列項目的廢氣收集率僅為60～70%。

2.2 廢氣治理現(xiàn)狀評估

整改前采用“二級水吸收塔”工藝治理，具體評估見表3。

3 提升廢氣整治效果的措施

3.1 廢氣收集整改措施

3.1.1 廢氣收集整改措施

針對廢氣收集問題的診斷，按照“應(yīng)收盡收”的原則，強(qiáng)化廢氣收集工作，主要工作內(nèi)容包括：①淘汰落后設(shè)備。②加強(qiáng)廢氣收集。③更換泄漏點位的管道、彎頭和閥門。具體整改工程見表4、表5和表6。

表4 落后設(shè)備提升措施

表5 廢氣收集整改提升措施

表6 廢氣管道整改、提升措施

3.1.2 收集風(fēng)量的核算

從事風(fēng)量收集的工作人員應(yīng)該對廢氣的風(fēng)量進(jìn)行核算，全廠總設(shè)計的廢氣風(fēng)量為15 000 m3/h。

3.2 廢氣治理整改工程

3.2.1 廢氣治理工藝設(shè)計

工作人員可以根據(jù)廢氣的特點，采用焚燒法或活性炭吸附法作為廢氣治理的備選工藝[4]，并經(jīng)過綜合考慮得知：當(dāng)廢氣中的VOCs濃度不高時，采用直接燃燒工藝的投資和運(yùn)行成本都比較高；單一活性炭工藝的日常更換運(yùn)行費(fèi)用較高。因此，工作人員最終選擇“活性炭吸附-催化燃燒”作為治理工藝，其具體流程詳見圖1。

圖1 廢氣改造工藝流程

工藝說明：①廢氣進(jìn)入水吸收塔、干式過濾器進(jìn)行初步吸收和干燥去顆粒后，進(jìn)入活性炭吸附-催化燃燒裝置。②活性炭吸附-催化燃燒裝置[5]分為3臺活性炭吸附床和1臺催化燃燒設(shè)施，三臺吸附床2用1脫，廢氣經(jīng)吸附床處理后可以直接排放。當(dāng)活性炭快達(dá)到飽和時切換為脫附工作，使脫附出來的高濃度有機(jī)氣體進(jìn)入催化燃燒室，在電加熱到280 ℃的條件下催化燃燒成二氧化碳和水，然后排出。燃燒后的高溫氣體經(jīng)換熱器處理后，部分換熱氣體進(jìn)入活性炭吸附箱內(nèi)進(jìn)行脫附，從而實現(xiàn)了節(jié)能的目的。

3.2.2 主要設(shè)備參數(shù)

廢氣治理主要設(shè)備的參數(shù)見表7。

表7 廢氣治理主要設(shè)備參數(shù)

4 工程投資、整治效果及特點

4.1 投資與運(yùn)行費(fèi)用

整治工程投資約460萬元，其中包括生產(chǎn)設(shè)施更換費(fèi)用240萬元，廢氣收集與管道整改費(fèi)用120萬元，廢氣治理設(shè)施費(fèi)用100萬元；廢氣治理設(shè)施年運(yùn)行費(fèi)用為23.2萬元，包括能耗費(fèi)用11.5萬元、活性炭更換費(fèi)用3.5萬元、催化劑費(fèi)用1.0萬元，人工費(fèi)用7.2萬元。

4.2 整治效果分析

經(jīng)過整改提升后取得的環(huán)境效果包括：（1）有機(jī)廢氣經(jīng)系統(tǒng)處理后，非甲烷總烴排放濃度為20～50 mg/m3，污染物去除效率達(dá)到90%，較整治前大幅度下降。（2）通過對設(shè)備進(jìn)行淘汰和更新以及廢氣收集的改造，無組織廢氣轉(zhuǎn)化為有組織廢氣進(jìn)入治理設(shè)施，大幅度改善了廠區(qū)的異味問題。

5 結(jié)論

針對某香料化工企業(yè)廢氣污染物成分復(fù)雜、嗅閾值低、氣味明顯、處理難度較大等問題，通過更換現(xiàn)有敞口離心機(jī)和水環(huán)泵等落后設(shè)施及實施廢氣收集改造工程，實現(xiàn)了良好的收集效果；同時，廢氣治理工藝將原有的“二級水吸收”更換為“水吸收+活性炭吸附-催化燃燒”工藝，整治前非甲烷總烴的排放濃度為70～120 mg/m3，整治后非甲烷總烴的排放濃度為20～50 mg/m3，污染物去除效率達(dá)到90%，排放濃度與整治前相比大幅度降低，廠區(qū)異味也有所好轉(zhuǎn)，因而取得了良好的整治提升效果。本次整改提升工程的總投資為460萬元，年運(yùn)行成本為23.2萬元，所以對同類行業(yè)廢氣現(xiàn)狀的改善具有重要的參考意義。