RTO技術(shù)治理醫(yī)藥揮發(fā)性有機(jī)廢氣研究

孫凱周童

（浙江東天虹環(huán)保工程有限公司 浙江杭州 310012）

引言

揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds,簡稱VOCs）通常是指沸點(diǎn)低于250℃的化學(xué)物質(zhì)，是最常見的一種大氣污染物。VOCs主要來自制藥、石油、化工、噴涂等領(lǐng)域排放的有機(jī)溶劑廢氣。它包含有脂肪烴、鹵代烴、芳香烴、有機(jī)酸等。不僅會給環(huán)境帶來影響，也會直接威脅人體健康和動植物的生長。此外，VOCs在光氧化反應(yīng)下，極易形成二次有機(jī)物氣溶膠，導(dǎo)致酸雨、霾、光化學(xué)煙霧等一系列環(huán)境問題。目前，我國醫(yī)藥行業(yè)VOCs的治理技術(shù)有直接燃燒法、催化燃燒技術(shù)、RTO、光催化氧化等等。

1 醫(yī)藥行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)廢氣特點(diǎn)

1.1 生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)

醫(yī)藥化工企業(yè)在投料、反應(yīng)以及回收、離心過濾、烘干等生產(chǎn)工序的各個環(huán)節(jié)中會產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)廢氣。

1.2 存儲運(yùn)輸環(huán)節(jié)

醫(yī)藥化工生產(chǎn)時，需要將大量化工原料通過槽車向儲罐中輸入有機(jī)溶劑，這些有機(jī)溶劑會直接生成廢氣，并通過儲罐頂部排氣管向外排放。此外，醫(yī)藥品大多是液態(tài)下存儲，揮發(fā)性會讓整個儲罐充滿VOCs。

1.3 固液堆場廢氣

醫(yī)藥化工區(qū)會建設(shè)有專門的收集處理醫(yī)藥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固廢、污水等。在固液堆場周圍，如曝氣池、污泥濃縮池、調(diào)節(jié)池等容易產(chǎn)生濃度較高的VOCs，且此處的VOCs具有散發(fā)點(diǎn)多、無組織排放的特點(diǎn)。

2 RTO處理醫(yī)藥揮發(fā)性有機(jī)廢氣工藝

蓄熱式有機(jī)廢氣焚燒爐（Regener-ative Thermal Oxidizer，簡稱RTO），其治理醫(yī)藥有機(jī)廢氣的原理是在800-850℃的高溫下，使VOC與O2發(fā)生氧化反應(yīng)，生產(chǎn)二氧化碳和水，并對燃燒所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收，用于二次燃燒，既節(jié)能又環(huán)保，是一種較為理想的有機(jī)廢氣治理技術(shù)。

2.1 工藝流程及參數(shù)

以RTO處理醫(yī)藥有機(jī)廢氣為例，處理風(fēng)量設(shè)計(jì)為20000m3/h，處理的工藝流程：醫(yī)藥廢氣生成后經(jīng)生產(chǎn)車間冷凝，回收其中的部分有機(jī)溶劑，然后通過堿噴淋預(yù)處理，將水溶性廢氣和無機(jī)廢氣充分吸收，進(jìn)入到RTO中進(jìn)行氧化焚燒，然后將高溫焚燒的尾氣進(jìn)行急冷塔冷卻，然后通過水、堿等二級噴淋處理后通過煙囪高空排放。運(yùn)行參數(shù)（見表1）

項(xiàng)目 風(fēng)量m3/h出氣溫度℃數(shù)值 20000 800-850 60 1 35-45 85-150燃燒溫度℃反吹時間s切換時間s進(jìn)氣溫度℃

2.2 采樣分析

在蓄熱式有機(jī)廢氣焚燒爐的廢氣進(jìn)/出口，采用延時取樣法，利用活性炭采樣棒抽取廢氣，抽取的廢氣流量為0.5L/min。廢氣樣品取樣完成后，將其倒入容量瓶，然后加入由正丁醇標(biāo)樣解析液，加CS至刻度線，然后將其放置于冰箱12小時后檢測分析。檢測樣品制備后，用微量取樣器取樣1μL待測液，進(jìn)行氣相檢測分析。選擇程序升溫氣相色譜，起始溫度45℃，停留10min后升溫，升溫速率為15℃/min，待溫度升至110℃后，停留2min，接著繼續(xù)升溫至190℃，停留6min。

2.3 結(jié)果分析

經(jīng)過RTO氧化爐焚燒后，樣品氣體的有機(jī)廢氣中的甲醇濃度，由進(jìn)氣時的190mg/m3，降至出氣時的9mg/m3，消除率95.26%。四氫呋喃濃度，由進(jìn)氣時的120mg/m3，經(jīng)過RTO焚燒后，降至出氣時的6.5mg/m3，消除率94.58%；二氯甲烷濃度，由進(jìn)氣時的2050mg/m3，經(jīng)RTO焚燒后，降至出氣時的90mg/m3，消除率95.61%。此外，甲苯和乙醚的消除率也都達(dá)到了89%、95.6%，排放的廢氣濃度符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-2012）。

3 醫(yī)藥化工區(qū)VOCs綜合防治

3.1 源頭治理

目前，醫(yī)藥原料及成品多是采取儲罐式保存，可以在罐體表面涂抹淺色涂層，按照冷卻設(shè)備，防止陽光直射導(dǎo)致罐體溫差較大加劇原料或成品的揮發(fā)。若選擇的是地下貯罐或浮頂罐，可以通過氮封裝置，采用雙管式原料輸送，提升密閉性，對沸點(diǎn)較低的醫(yī)藥溶劑出料，應(yīng)在貯罐安裝相應(yīng)的氮封裝置，在原料進(jìn)出貯罐體時，選用密閉式或無泄漏隔膜泵輸出，防止發(fā)生外泄。做好存儲、運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵設(shè)備的定期檢查，尤其是設(shè)備閥門、節(jié)點(diǎn)等關(guān)鍵部門的密閉性檢查，做好源頭防控。

3.2 末端治理

醫(yī)藥領(lǐng)域VOCs有機(jī)廢氣的末端治理主要是廢氣收集和處理。其中關(guān)鍵是要做好廢氣的收集，為治理環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。醫(yī)藥VOCs的收集根據(jù)排放特點(diǎn)采取不同的收集方式，對非密閉環(huán)境的VOCs廢氣收集主要是在相應(yīng)的密閉操作間完成，在廢氣呼吸口處接入廢氣管路做好收集。在過濾、離心、洗滌烘干過程產(chǎn)生的VOCs廢氣主要采用密閉式過濾器，通風(fēng)柜接廢氣管路收集。醫(yī)藥生產(chǎn)在物料運(yùn)輸、添加、溶劑回收、廢水處理、固廢處理等工藝過程中，應(yīng)根據(jù)VOCs廢氣排放點(diǎn)位以及方式的特點(diǎn)和不同，采取不同的收集模式。

結(jié)語

隨著醫(yī)藥行業(yè)的快速發(fā)展，醫(yī)藥揮發(fā)性有機(jī)廢氣治理應(yīng)給予足夠重視，RTO在醫(yī)藥化工揮發(fā)性有機(jī)廢氣處理中的應(yīng)用效果較好，具有較好的推廣價(jià)值，此外，也要從源頭和末端做好揮發(fā)性有機(jī)廢氣的防治。