醫藥制造企業含鹵廢氣處理技術的研究

謝銀花

（浙江東亞藥業股份有限公司，浙江 臺州 317108）

我國是制藥大國，醫藥化工制造行業生產過程中經常使用到有機溶劑含鹵溶劑，而工業生產過程中使用的有機溶劑極易揮發，在生產末端排放的工業廢氣中會夾帶大量的此類揮發性物質。另外，含鹵廢氣進入RTO廢氣治理設施焚燒處理后易產生強酸性的氣體，而產生的含鹵酸性氣體腐蝕性極強，對RTO廢氣治理設施本體以及周邊區域腐蝕嚴重，RTO廢氣治理設施長期運行，會嚴重影響RTO廢氣治理設施的去除效率和使用壽命，從而影響到廢氣排放口達標排放。化工生產中分離和回收揮發性有機廢氣，根據物理化學性質，可以采用不同的回收方法或幾種治理方法的組合，然后將難以回收或回收后達不到使用要求的廢氣進行焚燒處理[1]。企業為有效治理含鹵廢氣，必須在生產車間源頭的廢氣產污點進行分類收集控制，并針對性的分質有效治理。無論選擇哪種處理方法，盡量采用清潔處理技術，避免產生二次污染。所以，含鹵生產工藝廢氣需先經過廢氣預處理設施后再進入廠區廢氣末端治理工藝進一步優化治理。

1 冷凝法回收處理技術

從蒸氣狀態轉化為液體狀態的過程通常被稱為冷凝。冷凝法處理有機廢氣的工作原理是：用來分離有機廢氣中可以冷凝的成分，根據混合氣體中各組分液化溫度的不同，當混合氣體冷卻到某一溫度后，高沸點組分凝結成液體，而低沸點組分仍然為氣體，這時將氣體和液體分離也就將混合氣中組分分離，把對環境污染比較嚴重的成份冷凝為液態回收利用，經過冷凝凈化處理后的氣體再進入末端廢氣治理設施治理。

冷凝法在對于有機廢氣處理的凈化中，主要用于回收廢氣中比較有價值的溶劑，達到充分利用原輔料的目的，節約了成本，但由于廢氣冷凝的方式還是不能對一些廢氣達到充分的凈化，所以此設備還是需要與其他的有機廢氣的處理設備進行同時使用，通常冷凝法回收處理技術在實際廢氣處理措施中作為有機廢氣凈化的一道預處理工序。

化工醫藥制造企業，各個生產工段及反應設備都涉及到有機廢氣的產生，尤其是主要的關鍵設備，如反應釜、重力床，真空泵、真空耙式干燥機等，所以在這些反應釜、重力床，真空泵、真空耙式干燥機等生產工序設備后端都安裝了一級、二級甚至多級的冷凝器。在化工醫藥制造企業，采用的冷凝器主要是石墨冷凝器、螺旋板冷凝器、列管冷凝器，各個企業需根據自己企業實際產生的有機廢氣成分、酸堿性、物理化學性質或生產中危險特性等選擇不同材質，不同規格型號的適合企業的冷凝器。

目前主要用于回收廢氣中比較有價值的溶劑，而不僅僅是通過單一的冷凝法來滿足廢氣排放的達標問題。若要通過冷凝法來凈化處理有機廢氣并達到符合規定的數值，則要求冷卻溫度非常低。例如：甲醇氣體需要溫度低于-80 ℃，而二氯甲烷氣體則要求溫度低于-100 ℃，這樣操作成本也就有點過高，非常的不合算。因此，在對于有機廢氣處理的凈化中，冷凝法的采用主要是回收溶劑，并作為有機廢氣凈化的一道預處理工序[2]。

2 樹脂吸附回收處理技術

2.1 樹脂吸附回收處理技術原理

樹脂吸附適用于處理工業廢氣溶度較高的廢氣，也能處理廢氣成分復雜的醫藥廢氣，它的吸附回收作用原理是依靠樹脂和被吸附的分子（吸附質）之間的范德華引力，通過它巨大的比表面進行物理吸附而工作，使有機化合物根據有吸附力及其分子量大小可以經一定溶劑洗脫分開而達到分離、純化、除雜、濃縮等不同目的。

大孔樹脂是一類含離子交換集團的交聯聚合物，理化性質穩定，耐酸、堿及有機溶劑，不受無機鹽類及強離子低分子化合物的影響[2]。醫藥化工產生的二氯甲烷或三氯甲烷含鹵廢氣經過冷凝回收后廢氣濃度還有上千甚至上萬的濃度，而樹脂吸附可以去除95%以上的含鹵廢氣。當然，含鹵廢氣成分單一時回收處理效果會更佳。

有機廢氣通過樹脂吸附后，接近飽和的吸附劑經過熱蒸汽反吹進行脫附再生，經脫附出來的有機氣體與蒸汽經冷凝、分離，可回收有機液體。吸附法能夠有效控制廢氣中有機物的去除效率。

2.2 醫藥化工含鹵廢氣樹脂吸附回收處理工藝流程圖

圖1是某醫藥化工企業生產醫藥中間體產生含鹵廢氣采用的吸附回收處理技術，樹脂吸附回收處理技術過程主要包括樹脂吸附過程、樹脂脫附過程、樹脂降溫過程。

圖1 醫藥化工含鹵廢氣樹脂吸附回收處理工藝流程圖

樹脂吸附過程如上圖所示，從車間排出的含鹵廢氣經收集后進入冷凝器預處理后，進入吸附塔A進行吸附，經過吸附塔A吸附后的廢氣再進入吸附塔B進行二次吸附，吸附塔C待用。當吸附塔出口廢氣濃度達到設計的排放限值時，切換至B+C吸附。

脫附過程即蒸汽從吸附塔頂部通入，攜帶脫附下的含鹵混合蒸汽進入冷凝器冷凝，冷凝液經管道引入自動分水器。靜置分層后，水由廢水管引入廢水箱，含鹵廢氣由物料管引入物料箱。

降溫過程，冷卻水由泵輸送至完成脫附的吸附塔，自上而下噴淋降溫，冷卻水經冷凝器降溫后循環使用。吸附塔溫度接近常溫后停止輸送冷卻水，用吹掃風機迅速吹出吸附塔內冷卻水后即可進行再次吸附。

3 膜回收處理技術

3.1 膜回收處理技術原理

膜分離法用于可回收的揮發性氣體如脂肪族和芳香族碳氫化合物、氯代烴、銅、醛、腈、氯氟烴等，它的原理是利用高分子膜材料對有機物分子和空氣分子的不同選擇透過性實現兩者的物理分離，有機氣體與空氣混合物在膜兩側壓差推動下，遵循溶解擴散機理，使得混合氣中的有機氣體優先透過膜并得以富集回收，而空氣則被選擇性地截留，從而在膜的截留側得到脫除有機氣體的潔凈空氣，而在膜的透過側得到富集的有機氣體，達到有機氣體與空氣分離的目的。

3.2 含鹵有機溶劑氣膜分離原理圖

含鹵有機溶劑氣膜分離原理見圖2。

圖2 含鹵有機溶劑氣膜分離原理圖

3.3 醫藥化工含鹵有機廢氣膜回收處理工藝流程

醫藥化工含鹵有機廢氣膜回收處理工藝流程見圖3。

圖3 醫藥化工含鹵有機廢氣膜回收處理工藝流程圖

醫藥化工制造企業產生的廢氣成分復雜，具有排放量大、廢氣濃度高等特點，所以為降低廢氣濃度及減少廢氣組分，在含鹵有機廢氣膜回收處理工藝前端會安裝至少二級冷凝器進行冷凝預處理。根據某醫藥化工原料藥制造企業的膜回收治理技術裝置項目實際運行情況分析，膜回收處理技術比較適用于處理醫藥化工含鹵廢氣成分單一的廢氣，膜回收處理技術處理三氯甲烷含鹵廢氣或是二氯甲烷含鹵廢氣的去除效率可達90%以上，且處理裝置運行穩定，占地面積少，員工操作方便。

膜分離技術工業裝置已成功地應用于許多領域，許多用其它方法難以回收的有機物。利用膜分離技術從工業排放的有機廢氣中回收有溶劑，不僅可以解決環保問題，同時也回收了資源，為企業帶來經濟效率，并且在回收溶劑的同時不會帶來二次污染。

4 結論

通過上述對含鹵廢氣處理技術的分析，醫藥化工制造企業在各類化學原料藥品、醫藥中間體藥品生產過程中產生的揮發性有機含鹵廢氣，可以采用樹脂吸附回收處理技術或膜回收處理技術或冷凝法回收處理技術，回收的工業廢氣溶劑可以回到車間生產中套用，提高了產品的生產效率，增加了溶劑原輔料的利用率，減少了能源的消耗，降低了生產成本，這三種廢氣處理技術不僅處理效率高，還具有很高的經濟效率和良好的社會效率。醫藥化工企業應該根據企業各自產生的廢氣濃度、廢氣組分以及當地區域排放標準等要求，單獨采用以上的廢氣治理技術或多種組合的治理技術。