新型制絲主機排潮尾氣處理技術的研究與應用

蘇福彬+張偉+滕明+杜超陽+安浩

摘要：在卷煙生產的制絲線中，干燥和回潮類設備在生產過程中會產生大量的工藝尾氣，其中不僅含有顆粒物粉塵，還含有異味成分且含塵氣體溫度較高、濕度較大。為滿足工藝除塵、除異味及環保節能的要求，實現“環保型綠色工廠”的建設目標，文章對制絲主機排潮尾氣技術進行了改進，解決了之前尾氣處理系統存在的管道堵塞、冷凝沉降等問題。

關鍵詞：卷煙生產；制絲線；主機排潮；排潮設備；排潮尾氣；尾氣處理系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TS43 文章編號：1009-2374（2016）36-0098-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.049

1 概述

在卷煙制絲生產環節中，存在著煙絲的回潮與干燥工序，工序中產生了大量的具有較高溫度和濕度的工藝尾氣，這部分氣體不僅含有一定量的顆粒粉塵，也含有煙草處理時揮發出的氨氣、尼古丁等氣態揮發性物質（VOCs）。這些含塵的異味氣體若直接排入到大氣中，將嚴重污染周圍的環境，危害人體健康。為了堅持科學發展觀的整體要求，推動煙草行業的清潔生產，防止生態破壞，保護環境，必須對煙絲在回潮和干燥工序過程中產生的含塵異味氣體進行處理。我司在I區制絲車間技術改造項目中，需要對全部烘絲機及烘絲機前SIROX、螺旋蒸梗機及梗絲加料機共計8臺套煙草生產主機設備生產過程中排出的工藝尾氣配置排潮尾氣處理系統，為此我司對排潮尾氣處理技術進行了細致的探討和分析，以滿足工藝除塵、除異味及環保節能的要求，提升企業的社會責任感。

2 處理方式的選擇

目前，新建設的煙廠項目都規劃建設了對含有異味成分工藝尾氣的處理系統，常用的技術有生物法除異味技術、離子貓除異味技術、低溫等離子除異味技術等。其中，生物法采用的是在潮濕環境下培植的微生物以廢氣中的有機物為能源，通過自身的新陳代謝工程達到氧化分解有機異味物質去除異味的原理；離子貓技術采用的是利用活性炭吸附氣體，然后利用加熱器多活性炭上的氣體進行脫附，最后使用高壓電場，利用分子共振處理脫附廢氣的原理；低溫等離子技術是利用脈沖電暈線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，這些活性粒子與異味污染物分子發生氧化反應生成低毒的無機小分子化合物，從而達到除異味的目的。經過探討分析，表1內列舉了以上技術的投資及運行成本等優缺點。

除了表1中列出的各技術的缺點外，以上技術對含有顆粒物粉塵的尾氣必須增加除塵系統，凈化后的尾氣才能再進行異味成分處理，整個系統能耗非常高。同時，由于尾氣含濕量較大、溫度較高，即使對排潮管道進行有效的保溫處理，管道內也會發生冷凝結露現象，造成尾氣內顆粒粉塵的黏附和沉降，從而造成排潮管道易發生堵塞情況，需定期進行清理，增加勞動力輸出。對此，對上述異味處理技術進行了改進，但基本都是對控制方式的改進，不能從根本上解決問題。我司經過進一步調研，發現了多應用于除塵環節的節流式氣液交換器可具備處理異味的作用，并且對溫度和濕度較高的氣體也具有很強的適應性。

節流式氣液交換器是一種基于節流交換技術的除塵器，是一種以水作為凈化介質的濕式處理設備，具有可就近處理、結構緊湊、占地面積小、能耗低、初期投資小、維護保養簡單等特點。該設備能高效捕集排潮尾氣中的顆粒物粉塵和去除工藝尾氣中大部分的異味成分，氣體凈化效率高，處理后的排潮尾氣在顆粒物粉塵和異味成分方面都能達到國家的相關排放標準，并且該系統耗水量小，產生的廢水可直接排入煙廠污水處理系統，且對污水處理系統負荷幾乎無影響。

3 技術實現

對此，我司研究了一種以節流式氣液交換器為核心處理設備的工藝排潮尾氣處理系統，其主要由節流式氣液交換器、風力平衡裝置、引風機、水路系統、進風管道、外排管道和電控系統等構成，系統結構簡圖如圖1所示。

節流式氣液交換器工藝尾氣處理系統為每一個或若干個相鄰同類型工藝尾氣排放點單獨就地設置工藝尾氣處理系統，工藝尾氣的溫度為70℃～100℃，尾氣通過排風管道進入節流式氣液交換器，與水進行強烈的熱質交換，顆粒物粉塵以及水溶性異味成分被水捕集。在系統達到平衡后，尾氣與水進行的是等焓交換，尾氣的溫度下降，總熱量保持不變，一部分顯熱轉化為蒸汽潛熱蓄集在尾氣中，未被除去的不溶性異味成分以及水蒸汽在節流式氣液交換器內凝結，形成冷凝水并與尾氣分離后排出系統，處理后的尾氣排入排潮井。

由于節流式氣液交換器工藝排潮尾氣處理系統可單獨現場就近布置，減少了系統進風管道的長度和復雜程度，加上良好的保溫效果和合理的管道風速設計，理論上大大降低了含顆粒物粉塵的工藝尾氣在進風管道冷凝沉降的可能。每套系統在進風口均設計了風力平衡裝置，由于生產過程中設備產生的工藝尾氣量是變化的，風力平衡裝置能夠隨時調節系統補風量的大小，使系統的總風量在很小的范圍內變化，節流式氣液交換器可穩定運行，保證生產的正常進行，同時使工藝尾氣最終能夠達標排放。

另外，我司就改造前存在的問題針對性地采取一些措施，如每套系統進風管道設計了觀察清洗窗，可隨時觀察管道內的情況，以及特殊情況下出現管道堵塞時，可利用觀察清洗窗及時對管道進行沖洗清理，沖洗水借用管道傾斜角度進入節流式氣液交換器排放。

4 應用效果

在I區制絲線技術改造項目完成后的生產線正常生產時，對6000線葉絲烘絲機工藝排潮尾氣處理系統入口和出口的工藝尾氣顆粒物粉塵含量和異味成分含量進行了檢測，檢測結果如表2、表3所示。

由表2、表3可知，系統入口和出口的標桿風量不同，是由于設置在系統入口的風力平衡裝置補進了一部分新風。在正常的生產過程中，卷煙廠主機設備產生的工藝尾氣通過節流式氣液交換器工藝尾氣處理系統，尾氣中顆粒物粉塵去除率在97%以上，出口平均濃度在10mg/m3以下，臭氣濃度等異味成分的綜合去除率在80%以上，處理效果良好，處理后的工藝尾氣符合《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996）和《惡臭污染物排放標準》（GB 14554-93）中的相關排放標準。另外，正常生產幾個月后，通過管道上的觀察清洗窗觀察，進風管道中并沒有出現含塵氣體冷凝沉降的現象，實現了主機設備的長期穩定運行，可見就地擺放達到了預期的設計目標。

5 結語

以節流式氣液交換器為核心處理設備的工藝排潮尾氣處理系統對卷煙廠制絲線主機設備工藝排潮尾氣處理效果良好，處理后能夠符合國家標準達標排放。而且該系統能耗低、前期的投資小、占地面積小，后期維護保養簡單、使用成本低，也解決了工藝尾氣長距離輸送在管道中冷凝沉降、堵塞管道影響主機設備的正常運行的問題，可進一步在行業內推廣應用。

參考文獻

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[5] 中華人民共和國國家標準：惡臭污染物排放標準（GB 14554-93）[S].

作者簡介：蘇福彬（1982-），男，福建龍巖人，龍巖煙草工業有限責任公司工程師，碩士，研究方向：煙草制絲設備及工藝。

（責任編輯：王 波）