硫酸鹽法制漿惡臭處理技術(shù)及應(yīng)用

徐遠(yuǎn)梅 周鯤鵬 李望南 徐應(yīng)盛

(湖南駿泰漿紙有限責(zé)任公司，湖南懷化，418005)

硫酸鹽法制漿惡臭處理技術(shù)及應(yīng)用

徐遠(yuǎn)梅 周鯤鵬 李望南 徐應(yīng)盛

(湖南駿泰漿紙有限責(zé)任公司，湖南懷化，418005)

介紹了某公司40萬t/a硫酸鹽化學(xué)木漿生產(chǎn)線高、低濃臭氣 (惡臭)處理技術(shù)應(yīng)用及取得的成效，重點(diǎn)介紹了流洗-等離子氧群處理惡臭裝置的應(yīng)用。

高低濃臭氣;燃燒技術(shù);離子氧群;流洗-等離子體發(fā)生裝置

2008 年竣工投產(chǎn)的湖南駿泰漿紙有限責(zé)任公司(以下簡稱駿泰漿紙廠)年產(chǎn)40萬t漂白硫酸鹽木漿生產(chǎn)線，主流程關(guān)鍵設(shè)備全部從芬蘭安德里茨公司引進(jìn)，廢水處理工藝與曝氣裝置從荷蘭DHV公司引進(jìn);系統(tǒng)采用低固形物連續(xù)蒸煮、熱封閉篩選、無元素氯漂白、高濃結(jié)晶蒸發(fā)、高效低臭堿回收爐等先進(jìn)工藝與裝備，制漿黑液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后送堿回收爐燃燒，在回收化學(xué)品的同時生產(chǎn)高溫高壓蒸汽供系統(tǒng)發(fā)電、使用。生產(chǎn)過程產(chǎn)生的臭氣集中收集處理后送堿回收爐焚燒，而樹皮、木屑、生物污泥等固體廢物則送鍋爐無害燃燒供熱發(fā)電。正常生產(chǎn)時不需補(bǔ)充燃煤，有效減少CO2和SO2的排放。黑液提取率、堿回收率分別達(dá)到99%和98%，堿回收產(chǎn)生的白泥經(jīng)洗滌過濾后送石灰窯煅燒循環(huán)再用，年均減少固體廢物外排約40萬t;廢水實(shí)現(xiàn)清污分流，配備15000 m3應(yīng)急處理事故池，廢水經(jīng)三級處理后，COD、BOD、SS、pH值、色度、氨氮、總氮、總磷等排放指標(biāo)全部達(dá)到最新頒布的制漿造紙工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，符合國家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的要求。圖1為駿泰漿紙廠示意圖。

圖1 駿泰漿紙廠示意圖

硫酸鹽法制漿過程中產(chǎn)生有異味的惡臭氣體，這種類型的散逸主要來自硫酸鹽法制漿及堿回收過程。臭氣主要成分為H2S、甲硫醇、甲硫醚和二甲二硫醚等，統(tǒng)稱為總還原硫 (TRS)，其含量以H2S的相當(dāng)量表示，目前解決這些氣味污染的較有效辦法就是將它們收集起來燒掉。駿泰漿紙廠在設(shè)計階段就充分考慮了系統(tǒng)臭氣的處理措施:堿回收爐采用低臭型堿回收爐，取消了黑液直接接觸蒸發(fā)，大大減少了惡臭氣體的排放量，其煙氣H2S排放量約為普通燃燒爐的2%;蒸煮、蒸發(fā)過程產(chǎn)生的臭氣，收集后送堿回收爐燒掉。此外還設(shè)有臭氣燃燒器和臭氣洗滌裝置，當(dāng)堿回收爐運(yùn)行不正常無法燒掉臭氣時，高濃臭氣用臭氣燃燒器燒掉，低濃臭氣用洗滌裝置洗滌后再排放。2011年駿泰漿紙廠與上海優(yōu)藍(lán)公司合作，率先使用流洗-等離子體法除臭裝置，進(jìn)一步消除事故或異常情況下臭氣外泄對周圍環(huán)境造成的污染。目前駿泰漿紙廠排放的氣體達(dá)到了GB14554—1993惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)中的一級標(biāo)準(zhǔn)。

1 公司臭氣處理工藝技術(shù)及特點(diǎn)

駿泰漿紙廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的臭氣按其濃度分為低濃臭氣和高濃臭氣。臭氣是在硫酸鹽法蒸煮時，木片與氫氧化鈉、硫化鈉作用產(chǎn)生的含硫化物，主要物質(zhì)是H2S、甲硫醚和二甲基二硫等。這些物質(zhì)嗅覺極值很低，例如，當(dāng)空氣中含有0．45 μg/kg的H2S時，人們就可以聞到。

來自制漿、苛化和蒸發(fā)工序的低濃臭氣被冷卻、洗滌處理后用作堿回收爐的三次風(fēng)。高濃臭氣全部來自黑液蒸發(fā)過程所產(chǎn)生的廢氣。正常生產(chǎn)時，高濃臭氣全部進(jìn)堿回收爐燃燒，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)溫度、壓力等燃燒條件不滿足時，自動切換到爐頂火炬頭進(jìn)行燃燒;流洗-等離子體裝置為臭氣處理的第三道屏障，即設(shè)備出現(xiàn)故障，堿回收爐及火炬頭都不能投入使用時，臭氣通過流洗-等離子體裝置進(jìn)行處理。

1.1 低濃臭氣處理工藝流程

圖2 各生產(chǎn)工序低濃臭氣處理流程

各生產(chǎn)工序低濃臭氣處理流程見圖2。臭氣的冷卻是通過一個冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，低濃臭氣通過一臺噴淋式洗滌器進(jìn)行冷卻，循環(huán)液通過換熱器采用冷卻水冷卻。臭氣收集系統(tǒng)是完全密封式的，這樣可以防止大量的空氣進(jìn)入。不同的收集總管均裝有壓力 (真空)安全閥，槽罐的溢流管道上裝有翻板閥，以防止空氣進(jìn)入。出蒸煮工序的臭氣進(jìn)入制漿線的文丘里管，在這里除去可能攜帶的纖維后，進(jìn)入噴淋塔進(jìn)行冷卻，在噴淋塔內(nèi)，臭氣與在換熱器內(nèi)進(jìn)行間接冷卻后的循環(huán)液一起，通過逆流的噴淋液進(jìn)行冷卻。冷卻后的液體再經(jīng)文丘里管進(jìn)入下一步處理。蒸發(fā)工序的臭氣進(jìn)本工序的洗滌系統(tǒng);出苛化工序的臭氣進(jìn)入相應(yīng)的噴淋塔冷卻系統(tǒng);各洗滌系統(tǒng)出來的臭氣經(jīng)冷卻后被風(fēng)機(jī)送入堿回收爐。

1.2 高濃臭氣處理工藝流程

高濃臭氣處理流程見圖3。黑液蒸發(fā)過程產(chǎn)生的高濃臭氣被分兩路收集到一起。真空系統(tǒng)產(chǎn)生的臭氣通過水密封、洗滌后再由一臺蒸汽噴射器送至堿回收爐工序，在堿回收爐經(jīng)過氣液分離后進(jìn)爐內(nèi)燃燒器燃燒。來自重污冷凝水汽提的臭氣在冷凝后，不冷凝的高濃臭氣將以冷凝后本身的壓力由另一管路送至堿回收爐工序，在堿回收爐經(jīng)過氣液分離后進(jìn)爐內(nèi)燃燒器燃燒。臭氣燃燒器是一臺特殊設(shè)計的燃燒器，這種特殊燃燒器附在堿回收爐上，備用燃燒器位于鍋爐房頂部。

圖3 高濃臭氣處理流程

1.3 高、低濃臭氣燃燒器主要工藝參數(shù)

高、低濃臭氣燃燒器主要工藝參數(shù)見表1。

1.4 高、濃臭氣進(jìn)備用燃燒器情況

火炬燃燒器、流洗-等離子體裝置是堿回收爐內(nèi)燃燒器的兩級備用裝置，大大提高了控制臭氣排放的可靠性。堿回收爐及火炬頭都不能投入使用時，臭氣通過流洗-等離子體裝置處理。備用臭氣燃燒器處于備用狀態(tài)時，至少每周需對燃燒器投油燃燒調(diào)試兩次，是否投臭氣視主臭氣燃燒器運(yùn)行情況而定，每次試運(yùn)行時間20～30 min，以檢測火焰掃描器和臭氣燃燒情況，確?；鹁骖^燃燒器處于備用狀態(tài)。使用火炬頭燃燒器的情況有:

表1 高、低濃臭氣燃燒器主要工藝參數(shù)

(1)當(dāng)堿回收爐處于開機(jī)或停機(jī)過程中，堿回收爐的燃燒負(fù)荷低于50%時 (或進(jìn)爐黑液沒有流量時)，臭氣不能進(jìn)爐內(nèi)燃燒，只能在火炬頭燃燒。

(2)當(dāng)臭氣的壓力、溫度達(dá)不到爐內(nèi)燃燒條件時，臭氣自動切換到火炬頭燃燒。

(3)當(dāng)爐內(nèi)燃燒器火焰掃描器等儀器故障或其他設(shè)備故障時，臭氣自動切換到火炬頭燃燒。

(4)當(dāng)臭氣水封槽液位過高或過低，或者助燃物壓力過高或過低時，臭氣自動切換到火炬頭燃燒。

2 運(yùn)行中常見問題及處理措施

2.1 臭氣燃燒器火焰掃描器故障

故障原因:火焰掃描器檢測不到火焰的原因主要是輕油燃燒不穩(wěn)定、燃油流量過小等。燃燒不穩(wěn)定、燃油流量過小主要是由于輕油中雜質(zhì)過多引起油槍堵塞，或者輕油流量調(diào)節(jié)閥開度過小。該故障的處理措施如下:

(1)對于主臭氣燃燒器，對火焰掃描信號進(jìn)行調(diào)整，只要滿足燃燒器的聯(lián)鎖條件，就不會影響到臭氣入爐燃燒。

(2)對于備用臭氣燃燒器，一方面需對掃描器進(jìn)行最佳掃描信號的調(diào)整，另一方面需對信號電纜進(jìn)行仔細(xì)檢查。

(3)備用燃燒器燃燒時，輕油流量控制在15 kg/h左右。

(4)如發(fā)現(xiàn)控制閥門組后燃燒器油壓升高，說明油槍霧化片或噴槍頭被堵，要在切換臭氣燃燒方式后，及時進(jìn)行清理。

(5)對于輕油中所含雜質(zhì)問題，已在進(jìn)入堿回收爐的輕油管道上安裝了過濾器，需經(jīng)常檢查過濾器壓差和臭氣燃燒器的油壓，如發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，堿回收爐人員需及時進(jìn)行處理。

(6)控制油泵房輕油泵出口壓力在0．9～1．5 MPa。

2.2 臭氣壓力高

對臭氣燃燒產(chǎn)生的影響:當(dāng)進(jìn)入臭氣燃燒器的臭氣壓力＞18 kPa時，聯(lián)鎖條件設(shè)置將使臭氣不能在任何一個臭氣燃燒器燃燒，只能排放至流洗-等離子體裝置，同時壓力過高或波動過大，會使堿回收爐污冷凝水槽液位降至零，導(dǎo)致臭氣不能在主臭氣燃燒器燃燒。該故障的處理措施如下:

(1)出現(xiàn)臭氣壓力高時，堿回收爐無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，只能在蒸發(fā)工序采取措施進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(2)蒸發(fā)工序停機(jī)過程如果仍有少量臭氣排出，堿回收爐未停機(jī)時，如果不需對真空系統(tǒng)進(jìn)行檢修，熱網(wǎng)有低壓蒸汽，蒸發(fā)工序需適度開啟噴射器蒸汽閥，以保持水封槽負(fù)壓在6～8 kPa。

(3)蒸發(fā)工序、堿回收爐同時停機(jī)后開機(jī)，如果蒸發(fā)工序先開機(jī)，首先要對至堿回收爐臭氣管道進(jìn)行預(yù)熱和吹掃，待堿回收爐備用臭氣燃燒器投入正常后，手動開啟水封槽臭氣閥，待水封槽真空度正常后，啟動真空泵，蒸發(fā)工序開機(jī)。真空泵啟動后，根據(jù)送堿回收爐臭氣壓力、溫度及真空泵負(fù)荷，及時調(diào)節(jié)噴射器蒸汽閥、水封槽臭氣閥開度，將送至堿回收爐低體積高濃臭氣壓力控制在15 kPa以下，臭氣流量控制在1000 m3/h以下。

(4)堿回收爐投黑液燃燒后，當(dāng)堿回收爐負(fù)荷達(dá)到臭氣入爐燃燒聯(lián)鎖條件后，啟動主臭氣燃燒器，至爐膛臭氣燃燒的管道進(jìn)行預(yù)熱和吹掃，然后將兩路臭氣先后投入到爐膛中燃燒，頂部臭氣燃燒器處于備用。

2.3 臭氣壓力低

故障原因及對臭氣燃燒產(chǎn)生的影響:當(dāng)進(jìn)入臭氣燃燒器的臭氣壓力＜1 kPa時，聯(lián)鎖條件設(shè)置將使臭氣不能在任何一個臭氣燃燒器燃燒，只能排放至流洗-等離子體裝置，這與蒸發(fā)工序運(yùn)行時臭氣流量過小有關(guān)。該故障的處理措施如下:

(1)通知蒸發(fā)工序采取措施提高水封槽或汽提塔后臭氣壓力。

(2)臭氣在主臭氣燃燒器燃燒時，如遇蒸發(fā)工序水封槽或汽提塔壓力在0．5～1．5 kPa范圍波動時，可以通過低壓蒸汽調(diào)節(jié)閥來穩(wěn)定進(jìn)入臭氣燃燒器的臭氣壓力。

(3)臭氣在備用臭氣燃燒器燃燒時，如遇蒸發(fā)工序水封槽或汽提塔壓力在0．5～1．5 kPa范圍波動時，可以通過低壓蒸汽調(diào)節(jié)閥來穩(wěn)定進(jìn)入臭氣燃燒器的臭氣壓力。

(4)如果確因臭氣流量小、壓力低，堿回收爐采取了壓力調(diào)節(jié)措施后仍不能燃燒，臭氣短時間內(nèi)可以排放至流洗-等離子體裝置，否則蒸發(fā)工序需停送臭氣。

2.4 臭氣流量過大

故障原因及對臭氣燃燒產(chǎn)生的影響:在系統(tǒng)開機(jī)時，主要是水封槽和汽提塔內(nèi)的臭氣未能及時、持續(xù)排出，當(dāng)臭氣在備用臭氣燃燒器燃燒時，容易出現(xiàn)火焰熄滅及燃燒器溫度超高現(xiàn)象，致使臭氣不能在備用臭氣燃燒器燃燒。該故障的處理措施是:蒸發(fā)工序控制水封槽來臭氣流量在1000 m3/h以下，控制汽提塔臭氣流量在2000 m3/h以下，蒸發(fā)工序可以通過調(diào)節(jié)水封槽臭氣出口手動閥和控制進(jìn)汽提塔污冷凝水量及蒸汽量來控制。

2.5 蒸發(fā)工序來臭氣溫度偏低

對臭氣燃燒產(chǎn)生的影響:當(dāng)蒸發(fā)工序水封槽和汽提塔進(jìn)入燃燒的臭氣溫度低于70℃時，臭氣不能在堿回收爐任何一個臭氣燃燒器燃燒;當(dāng)臭氣溫度高于70℃、低于80℃時，臭氣不能在堿回收爐的主臭氣燃燒器燃燒，只能在備用臭氣燃燒器燃燒。前階段所表現(xiàn)的主要是水封槽來臭氣溫度出現(xiàn)偏低現(xiàn)象。該故障的處理措施如下:

(1)臭氣在主臭氣燃燒器燃燒時，當(dāng)溫度接近85℃并繼續(xù)下降時，蒸發(fā)工序需開大臭氣噴射器蒸汽閥，并注意調(diào)節(jié)出噴射器后臭氣壓力，如遇臭氣壓力升高到10 kPa左右時，蒸發(fā)工序需關(guān)小出水封槽臭氣手動閥。

(2)臭氣在備用臭氣燃燒器燃燒時，當(dāng)溫度接近75℃并繼續(xù)下降時，蒸發(fā)工序需開大臭氣噴射器蒸汽閥，并注意調(diào)節(jié)出噴射器后的臭氣壓力，如遇臭氣壓力升高到10 kPa左右時，蒸發(fā)工序需關(guān)小出水封槽臭氣手動閥。

(3)對于汽提塔來臭氣溫度出現(xiàn)偏低現(xiàn)象，蒸發(fā)工序需開大進(jìn)汽提塔蒸汽閥。

(4)如遇蒸發(fā)工序無法提升水封槽和汽提塔后臭氣溫度，緊急狀態(tài)下修改不能滿足溫度要求。

2.6 備用臭氣燃燒器臭氣燃燒時超溫

故障原因及對臭氣燃燒產(chǎn)生的影響:當(dāng)堿回收爐頂部備用臭氣燃燒器溫度中任一溫度大于1050℃聯(lián)鎖條件時，臭氣不能在備用臭氣燃燒器燃燒。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是臭氣流量過大，或臭氣中混有松節(jié)油等其他可燃性氣體。該故障的處理措施如下:

(1)將臭氣切換至主臭氣燃燒器燃燒。

(2)蒸發(fā)工序控制水封槽來臭氣流量在1000 m3/h以下，控制汽提塔臭氣流量在2000 m3/h以下。

(3)控制蒸發(fā)工序污冷凝水槽液位不能低于60%，松節(jié)油及時進(jìn)行收集。

(4)適當(dāng)開啟預(yù)熱蒸汽閥，以調(diào)節(jié)燃燒溫度。

2.7 防爆膜沖破

故障原因及對臭氣燃燒產(chǎn)生的影響:臭氣壓力超高或波動范圍過大，易造成防爆膜損壞，也就不能滿足系統(tǒng)聯(lián)鎖條件而使臭氣無法燃燒。該故障的處理措施是:首先切換至另一個臭氣燃燒器進(jìn)行燃燒，及時更換損壞的防爆膜，如遇兩路燃燒器因防爆膜損壞不能燃燒，自動切換至備用流洗-等離子體裝置運(yùn)行。

2.8 臭氣不能入爐燃燒

故障原因:堿回收爐未投黑液燃燒，燃燒器未啟動或出現(xiàn)故障，臭氣參數(shù)未滿足臭氣入爐燃燒聯(lián)鎖條件，污冷凝水槽液位過高或過低等。該故障的處理措施如下:

(1)將臭氣切換至備用臭氣燃燒器燃燒。

(2)堿回收爐投黑液燃燒，增加黑液燃燒量在15 L/s以上，通過黑液和油槍來使主蒸汽流量在65 kg/s以上。

(3)啟動主臭氣燃燒器至正常穩(wěn)定狀態(tài)，對臭氣管道開啟低壓蒸汽進(jìn)行預(yù)熱。

(4)切換臭氣至備用火炬頭燃燒器燃燒，同時檢查蒸發(fā)工序水封槽或汽提塔壓力是否在工藝要求范圍內(nèi)波動，并通過設(shè)定低壓蒸汽控制閥來穩(wěn)定進(jìn)入臭氣燃燒器的臭氣壓力。

2.9 臭氣不能在備用臭氣燃燒器燃燒

故障原因:燃燒器未啟動或出現(xiàn)故障，臭氣參數(shù)未滿足臭氣燃燒聯(lián)鎖條件，燃燒時溫度超高等。該故障的處理措施如下:

(1)盡快將臭氣切換至主臭氣燃燒器燃燒。

(2)啟動備用臭氣燃燒器至正常穩(wěn)定狀態(tài)，對臭氣管道開啟低壓蒸汽進(jìn)行預(yù)熱。

(3)切換臭氣至備用流洗-等離子體裝置，同時檢查蒸發(fā)工序水封槽或汽提塔壓力是否在工藝要求范圍內(nèi)波動，并通過設(shè)定低壓蒸汽控制閥來穩(wěn)定進(jìn)入臭氣燃燒器的臭氣壓力。

3 流洗-等離子體裝置的應(yīng)用

駿泰漿紙廠自投入正常生產(chǎn)以來，堿回收爐高濃臭氣正常、完全燃燒已成為影響漿廠環(huán)保問題的一個重要方面，由于高濃臭氣燃燒的聯(lián)鎖條件很多，其中有些聯(lián)鎖條件已成為多次影響臭氣穩(wěn)定燃燒的關(guān)鍵因素。為此，技術(shù)人員就工藝優(yōu)化方面做了大量工作，仍難于完全排除一些突發(fā)問題的發(fā)生，為了消除事故或異常情況下臭氣外泄對周圍環(huán)境造成污染，通過與上海優(yōu)藍(lán)公司合作率先使用流洗-等離子體法除臭裝置，其工藝流程見圖4。

3.1 工藝過程描述

對于低濃及故障檢修過程中排空的惡臭氣體，首先在負(fù)壓的作用下將離子氧群設(shè)備產(chǎn)生的大量等離子體混合注入到反應(yīng)腔內(nèi)，發(fā)生氧化和分解反應(yīng)，此時大量可分解和氧化的臭氣組分被降解，對一些高分子的惡臭氣體，再經(jīng)過離子流洗工藝完全去除。

該技術(shù)的關(guān)鍵是通過高壓脈沖介質(zhì)阻擋放電的形式產(chǎn)生大量活性離子氧群，將氣體激活，產(chǎn)生各種活性自由基，如·OH、·HO2、·O等，對苯、甲苯、二甲苯、氨氣、H2S等有毒有害氣體發(fā)生降解、氧化等復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)，且副產(chǎn)物無毒，可避免二次污染，并可對各種污染氣體進(jìn)行同時治理。

在產(chǎn)生離子氧群的過程中，高頻放電產(chǎn)生瞬間高能量，打開某些有機(jī)氣體分子的化學(xué)鍵，使其分解成單質(zhì)原子、基團(tuán)或小分子片斷;離子氧群中包含大量的高能電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和具有強(qiáng)氧化性的自由基，這些活性粒子的平均能量高于氣體分子的鍵能，它們和揮發(fā)性有機(jī)化合物 (VOC)分子發(fā)生頻繁的碰撞，打開氣體分子的化學(xué)鍵，同時還會產(chǎn)生大量氧化性極強(qiáng)的O2、O-2、O2+、·OH、·HO2、·O、O等氧簇聚集體，它們與有機(jī)氣體分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成H2O、CO2等無害產(chǎn)物。

高濃離子氧群產(chǎn)生后在風(fēng)機(jī)負(fù)壓的情況下注入到反應(yīng)室與經(jīng)過的惡臭廢氣接觸，離子氧群將致可氧化分解的臭污染物降解成CO2和H2O以及其他小分子，然后再輸入到離子流洗塔中，進(jìn)一步去除廢氣中的高分子氣體分子，經(jīng)過凈化后的氣體通過通風(fēng)管道排入到大氣中。

離子氧群中的O等具有極強(qiáng)的氧化能力，其氧化能力是O2的上千倍，可以將低級脂肪酸類、氮化合物、氨、H2S、硫醇類、VOC等污染物在常溫常壓下迅速氧化，氧化所需時間僅為千分之幾秒。離子氧群有很強(qiáng)的氧化能力，而且壽命在數(shù)秒內(nèi)，可以在管道里充分發(fā)揮氧化作用。

3.2 主要裝備特點(diǎn)

3.2.1空氣過濾系統(tǒng)

過濾段提供Eu4級過濾效率的過濾材料，除了能保證必須的過濾效率外，還有阻力損失小、外形尺寸小的特點(diǎn)，過濾端阻力小于50 Pa，在過濾材料與進(jìn)風(fēng)口之間加裝均風(fēng)裝置，保證過濾材料均勻受風(fēng)。

3.2.2 離子氧群發(fā)生裝置

離子氧群可由O2吸收放電時的能量生成。利用高科技高壓靜電裝置，在常溫常壓下產(chǎn)生高能脈沖放電，將空氣中的O2電離成O、單線態(tài)氧 (1O2)和帶正、負(fù)電荷的離子氧群等離子氧群，產(chǎn)生的這些高密度的離子氧群，迅速與有機(jī)分子碰撞，激活有機(jī)分子，并直接將其破壞;或者高能離子氧群激活空氣中的O2產(chǎn)生二次離子氧群，與有機(jī)分子發(fā)生一系列反應(yīng)，并利用自身反應(yīng)產(chǎn)生的能量維系氧化反應(yīng)。

3.2.3 離子流洗段

臭氣經(jīng)導(dǎo)入口平流進(jìn)入洗滌區(qū)，經(jīng)離子水洗液洗滌，在洗滌區(qū)完成了對臭氣的吸收、除塵處理。洗滌區(qū)設(shè)計為連續(xù)循環(huán)散水，對進(jìn)入的惡臭氣體進(jìn)行預(yù)處理，洗滌區(qū)有多層組合填料，內(nèi)附有多層生物膜，散水量為塔體容量的1/8～1/2。

含硫系列臭氣在洗滌區(qū)被氧化分解成S、SO2-3、硫氧化菌的作用是能將還原性硫化物 (H2S、甲硫醇、甲基化硫等)氧化為硫酸鹽化合物。含氮系列臭氣則被氧化分解成 NH4+、NO2-、NO3-，消化菌等氮氧化菌的作用是清除惡臭成分中的氨。當(dāng)惡臭氣體為H2S時，專性的自養(yǎng)型硫氧化菌會在一定的條件下將H2S氧化成SO2-4;當(dāng)惡臭氣體為有機(jī)硫如甲硫醇時，則首先需要異養(yǎng)型微生物將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化成H2S，然后H2S再由自養(yǎng)型微生物氧化成SO2-4。

當(dāng)惡臭氣體為NH3時，NH3先與水反應(yīng)生成氨水，然后，在有氧條件下，經(jīng)亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌的硝化作用轉(zhuǎn)為HNO3，在兼性厭氧條件下，硝酸鹽還原細(xì)菌將硝酸鹽還原為N2。故整個系統(tǒng)pH值維持在6～8范圍內(nèi)，如pH值下降說明正常菌群破壞，需加堿調(diào)整pH值至中性。惡臭成分被氧化分解后，生成了H2SO4(弱硫酸)和HNO3(弱硝酸)。噴灑水將這些酸沖洗干凈，同時將脫落的生物膜和微生物死體及時排出，以保持適于微生物生長的良好環(huán)境。

3.2.4 性能特點(diǎn)

(1)處理效率高:流洗-等離子體法除臭工藝能有效去除VOC、低級脂肪酸類、H2S、氨、甲硫醇等含硫的氣態(tài)污染物，以及各種異 (臭)味，效果可達(dá)90%以上。

(2)安全可靠、能耗低:采用高效離子氧群發(fā)生及控制器，風(fēng)阻小，壽命長，電耗極小。

(3)純物化法原理氧化分解反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行，無二次污染。

(4)設(shè)備全自動運(yùn)行無需專人管理，管理方便，運(yùn)行費(fèi)用極低。且也適合于間斷運(yùn)行。

3.3 處理效果

3.3.1 污冷凝水汽提回收利用

高濃結(jié)晶蒸發(fā) (7．5效)采用七效九體高效蒸發(fā)，出站黑液固形物含量≥80%(不加堿灰)。與傳統(tǒng)六效蒸發(fā)相比節(jié)約蒸汽15%以上。蒸發(fā)工序A類輕污冷凝水送氧脫木素后DD洗漿機(jī)用于洗漿噴淋，B類輕污冷凝水送苛化車間作為白泥、綠泥過濾機(jī)洗滌用水，重污冷凝水經(jīng)汽提后進(jìn)入B類輕污冷凝水槽。

蒸發(fā)工序產(chǎn)生的重污冷凝水雖然顏色比較淡，但CODCr含量很高，通常達(dá)到3萬～4萬mg/L，而且氣味很難聞，直接排放會影響周圍環(huán)境并增加漿廠廢水處理的壓力。采用從蒸發(fā)器IB效、IC效產(chǎn)生的二次蒸汽通過汽提塔對污冷凝水進(jìn)行汽提，不僅可以將CODCr從3萬～4萬mg/L降到300～400 mg/L，汽提后的冷凝水泵入B類輕污冷凝水槽回收利用，而且將汽提后的高濃臭氣送堿回收爐爐膛燃燒，回收熱能。大大緩解了水處理的化學(xué)藥品消耗和環(huán)保壓力。

3.3.2 高濃臭氣燃燒

一般來說，每生產(chǎn)1 t漿可產(chǎn)生約4 kg含硫高濃臭氣，如不對此部分高濃臭氣進(jìn)行處理，任其排放，不僅影響周圍環(huán)境，同時也造成硫的損失，每天約損失硫4．8 t，則需要使用約21 t芒硝還原才能補(bǔ)償硫的損失。另一方面，由于高濃臭氣含有S、C、H等可燃元素，在堿回收爐燃燒可以放出熱量。據(jù)堿回收爐設(shè)計人員提供的數(shù)據(jù)，從汽提塔來的高濃臭氣發(fā)熱值為10．23 MJ/m3，從臭氣水封槽來的高濃臭氣發(fā)熱值為8．54 MJ/m3。高濃臭氣送入堿回收爐燃燒后，根據(jù)集成控制系統(tǒng) (DCS)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，高濃臭氣和伴燒輕油燃燒增加的高壓蒸汽產(chǎn)蒸汽量約為12～14 t/h，按照漿廠目前汽輪機(jī)工況，增加的發(fā)電量在3000 kW/h。而每天的燃油成本不到2000元，每天增加的發(fā)電量增加電費(fèi)收入2．3萬元，減少芒硝加入節(jié)約成本0．75萬元，每年通過臭氣治理而給漿廠帶來近千萬元的效益。

3.3.3 低濃臭氣燃燒

漿廠的低濃臭氣主要來源于制漿噴放鍋放氣、蒸發(fā)各槽罐排氣、堿回收爐溶解槽和黑液混合槽排氣、苛化各槽罐排氣等。這些排氣均含有少量的化學(xué)物質(zhì)(如堿塵、硫等)，同時也具有一定的溫度，一般在60～80℃。如不對這些低濃臭氣進(jìn)行處理，排放到周圍大氣中，也會影響周圍環(huán)境。駿泰漿紙廠將這些低濃臭氣收集、洗滌、汽水分離后全部送入堿回收爐燃燒。由于是作為三次風(fēng)送入爐膛，相對外界補(bǔ)充供風(fēng)，溫度提高約40℃，此部分低濃臭氣風(fēng)量在5 m3/s左右，每小時節(jié)約的熱量相當(dāng)于30 kg標(biāo)煤，每年約節(jié)約標(biāo)煤252 t。由于高、低濃臭氣的全部燃燒，在以針葉木為原料進(jìn)行生產(chǎn)時，加入了漿廠制備的液態(tài)芒硝，堿回收不再需要補(bǔ)充商品芒硝就能滿足蒸煮白液中硫化堿的要求。

3.3.4 高、低濃臭氣燃燒器效果分析比較

高、低濃臭氣燃燒器效果分析比較見表2。

表2 高、低濃臭氣燃燒器效果分析比較

當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)少有的波動時，火炬頭燃燒器、流洗-等離子體兩級備用裝置保證了高濃臭氣能得到及時處理。整套裝置功能完善，性能相當(dāng)穩(wěn)定，能確保系統(tǒng)24 h連續(xù)安全有效地運(yùn)行，效果明確，且無二次污染。臭氣經(jīng)處理后，排放的氣體符合GB14554—1993惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)中的一級標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

通過近半年的運(yùn)行證明，臭氣采用爐內(nèi)燃燒、火炬頭燃燒、流洗-等離子體裝置3種處理有機(jī)結(jié)合，很好地彌補(bǔ)了燃燒器對工藝條件要求高的缺陷，有效地避免事故時段臭氣外溢對居民生活產(chǎn)生的影響，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價值。

［1］ 周鯤鵬．湖南駿泰漿紙公司40萬t/a化學(xué)木漿生產(chǎn)線新工藝、新設(shè)備及清潔生產(chǎn)［J］．中國造紙，2010，29(3):41． CPP

Treatment of the Odor from Kraft Pulping

XU Yuan-meiZHOU Kun-peng LI Wang-nan*XU Ying-sheng
(Hu'nan Juntai Pulp ＆ Paper Co．，Ltd．，Huaihua，Hu'nan Province，418005)

The achievement of HC ＆ LC odor treatment in a 400，000 t/a sulfate chemical wood pulp mill was introduced，with focus on the technology of flow wash-oxygen plasma treatment．

HC＆LC odor;combustion;ion oxygen;wash-oxygen plasma treatment

X793

B

0254-508X(2012)04-0039-07

徐遠(yuǎn)梅先生，高級工程師;長期從事生產(chǎn)、技改及工程建設(shè)的管理工作。

(*E-mail:lwn63@163．com)

2011-12-21(修改稿)

(責(zé)任編輯:郭彩云)