卷煙廠應用新型異味處理技術

熊小雄

（江西中煙工業有限責任公司 南昌）

煙草加工生產過程中各工藝點產生的異味分子達上千種，大部分屬高分子碳氫化合物，如糖、煙堿、氮、蛋白質、苯酚、茄酮、大馬酮、糖醛、甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、丁烷、醋酸等，這些有機化合物的共同特點是濃度高，且難溶于水，對人的呼吸系統、循環系統、消化系統、精神狀態等都會帶來刺激和傷害。隨著《清潔生產促進法》等法律法規的頒布實施，對工業企業的清潔化生產要求越來越高，廢氣排放的要求越來越嚴格。無味無害化排放是未來工業廢氣排放的最終標準，這就要求工業企業必須嚴格控制生產過程中有害有異味氣體的排放。

傳統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，吸附法存在運營成本高、凈化效率低的問題。近年來，科技進步催生出許多工業廢氣處理方面的高新技術，其中應用于煙草除異味的技術主要有生物法、離子貓技術、紫外光解法、低溫等離子體技術以及光化學等離子技術。

一、新型除異味技術

（1）生物法除異味技術。廢氣（異味氣體）經過除塵、增濕或降溫等預處理后，從濾池底部由下向上穿過由填料（主要有土壤、堆肥、泥炭等）構建的濾床，異味氣體物質由氣相轉移到水-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，達到去除異味的目的。具有凈化效率高，處理費用低的特點，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，生物菌培養需要較長時間，遭到破壞后恢復時間較長。

（2）離子貓技術。廢氣（異味氣體）經過除塵、降溫等預處理后，先通過活性碳纖維材料吸附廢氣，然后經蒸汽換熱加溫脫附，脫附出的異味氣體分子最后經過中頻、高壓電場，被裂解成C4+、H+等等離子，并同時被催化氧化成CO2和H2O后，實現無污染排放。具有除異味效率高、運行穩定可靠、沒有污水排放等特點，但也存在下列問題：①使用活性碳纖維材料，設備阻力大，配套電機功率高，加上加熱器和循環風機的耗能，導致該技術的耗能相對較高；②活性碳纖維有一定的壽命，更換活性碳纖維的費用比較高；③適應性差，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 異味處理專用設備結構示意圖

（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、二甲苯的分子鏈結構，使有機或無機高分子惡臭化合物分子鏈在高能紫外線光束照射下，降解轉變成低分子化合物，如CO2、H2O等。該技術具有除味效率高、運行費用低、無需維護的特點，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。在室溫、常壓條件下，通過脈寬窄的脈沖高壓，在電極線極附近產生激烈的脈沖放電，利用脈沖放電產生的高能電子同廢氣中氣體分子（O2、H2O等）作用而產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物分子激發、離解、電離，這些活性粒子再同異味污染物分子發生化學反應生成無毒無味的小分子化合物。由于脈沖上升時間短，能使電子能量劇烈增加，電子溫度可達到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。該技術具有適用范圍廣、凈化效率高、能耗低、使用便利、不產生副產物、運行費用低的特點，但一次性投入高，且有二次污染。

（5）光化學等離子技術。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生的UV高能光粒子與O3氧化分解，通過多級處理，絕大多數的異味氣體轉為無味無害物質。該技術具有除味效率高，運行費用極低，無需維護的特點。

二、應用實例

采用光化學等離子技術用于企業的廢氣、異味處理，專用設備結構如圖1所示。惡臭氣體在現場經收集后，先經過初始過濾網，過濾較大的塵埃顆粒后由風管送入自動凈化機。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，氣體自水箱進入光解系統，在泡沫網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，含異味的氣體在氧化段被紫外線燈管組所產生的UV高能光粒子與O3氧化分解，大部分轉化為無味無害物質。氣體繼續向上移動到達噴淋段，剩余微量粉塵及異味氣體被進一步洗滌，夾帶的水霧在除霧段凝聚、滴落，經過除霧段后的干燥氣體進入等離子段，潔凈的氣體最后通過一體安裝的風機由出風口管道向外排放。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繼續氧化分解，含粉塵的水則由泵經排污口輸向過濾機進液口，當濾渣達到一定厚度，壓力表達到一定壓力時，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使用。潔凈的氣體由引風機向外排出。

整個運行過程PLC控制，通過觸摸屏操作，簡單方便。設備正常運行后，對處理后的氣體進行實測，除異味效率達到預期的99%以上。

三、結語

光化學等離子技術除異味設備，通過等離子段和紫外光解氧化段等多級處理，除異味效率＞90%，具有運行維護費用低、沒有二次污染的特點。解決了目前國內其他氧化除臭技術存在的氧化效率低下，反應時間較長，設備體積巨大，材料耗費大的問題。