某香料化工企業廢氣綜合整治提升工程研究

趙一慧

（華設設計集團環境科技有限公司南京分公司，江蘇 南京 210000）

引 言

香料化工在國民經濟中有著重要地位，但由于香料化工企業原料與產品嗅閾值較低、生產設施落后等，很多企業存在廢氣收集及治理效果不佳的問題，給公眾生活造成了嚴重影響。近年來，香料化工企業非常重視廢氣整治提升工作，但傳統化工廢氣整改傾向于末端治理，而生產設備和廢氣收集環節未得到有效改善[1]，源頭污染未能得到有效控制[2]，整治效果欠佳。因此，考慮“源頭設備提升+過程收集完善+末端治理達標”的協同治理模式對化工企業的廢氣改善十分重要。某香料化工企業日常生產氣味擾民嚴重，廢氣來源于其樟腦系列香料車間，主要成分為樟腦油、樟腦醇和樟腦酸，企業廢氣采用“二級水吸收塔”工藝，排口的非甲烷總烴濃度為70～120 mg/m3，難以穩定滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996），因而廠區大量無組織廢氣未能得到有效收集。通過淘汰落后設備，開展無組織廢氣收集，將廢氣接入“水吸收+活性炭吸附-催化燃燒”工藝，經過長期的運行效果表明，整治后有組織廢氣排口的非甲烷總烴濃度為20～50 mg/m3，廠區異味大幅降低，取得了良好的整治效果。

1 廢氣治理現狀

企業樟腦系列香料產量約2 000噸/年，廢氣污染物來源于生產過程中的樟腦油儲罐、中間罐、精餾塔、離心機、廢水處理站，廢氣污染物為非甲烷總烴。現場調查發現，整改前廢氣僅對精餾塔廢氣與離心設備集氣罩廢氣進行了收集，經監測，廢氣風量約8 000 m3/h，進口非甲烷總烴濃度約為280～410 mg/m3，經“二級水吸收”后出口非甲烷總烴濃度為70～120 mg/m3，去除率約為65～75%，難以滿足穩定達標的要求，見表1。

表1 廢氣治理現狀表

2 廢氣收集與治理現狀評估

2.1 廢氣收集現狀評估

為了更好地摸清樟腦香料車間的廢氣收集問題，相關工作人員對各個車間的生產設備以及廢氣收集系統進行了詳細地排查和評估。目前，除了精餾塔的不凝廢氣可以通過采用水環泵得到有效收集外，其余廢氣的收集效果都比較差，存在的具體問題詳見表2。

表2 廢氣收集現狀評估

相關工作人員經過核算得知，香料車間在整改前，廢氣的收集點位設置較不合理，因而使樟腦系列項目的廢氣收集率僅為60～70%。

2.2 廢氣治理現狀評估

整改前采用“二級水吸收塔”工藝治理，具體評估見表3。

3 提升廢氣整治效果的措施

3.1 廢氣收集整改措施

3.1.1 廢氣收集整改措施

針對廢氣收集問題的診斷，按照“應收盡收”的原則，強化廢氣收集工作，主要工作內容包括：①淘汰落后設備。②加強廢氣收集。③更換泄漏點位的管道、彎頭和閥門。具體整改工程見表4、表5和表6。

表4 落后設備提升措施

表5 廢氣收集整改提升措施

表6 廢氣管道整改、提升措施

3.1.2 收集風量的核算

從事風量收集的工作人員應該對廢氣的風量進行核算，全廠總設計的廢氣風量為15 000 m3/h。

3.2 廢氣治理整改工程

3.2.1 廢氣治理工藝設計

工作人員可以根據廢氣的特點，采用焚燒法或活性炭吸附法作為廢氣治理的備選工藝[4]，并經過綜合考慮得知：當廢氣中的VOCs濃度不高時，采用直接燃燒工藝的投資和運行成本都比較高；單一活性炭工藝的日常更換運行費用較高。因此，工作人員最終選擇“活性炭吸附-催化燃燒”作為治理工藝，其具體流程詳見圖1。

圖1 廢氣改造工藝流程

工藝說明：①廢氣進入水吸收塔、干式過濾器進行初步吸收和干燥去顆粒后，進入活性炭吸附-催化燃燒裝置。②活性炭吸附-催化燃燒裝置[5]分為3臺活性炭吸附床和1臺催化燃燒設施，三臺吸附床2用1脫，廢氣經吸附床處理后可以直接排放。當活性炭快達到飽和時切換為脫附工作，使脫附出來的高濃度有機氣體進入催化燃燒室，在電加熱到280 ℃的條件下催化燃燒成二氧化碳和水，然后排出。燃燒后的高溫氣體經換熱器處理后，部分換熱氣體進入活性炭吸附箱內進行脫附，從而實現了節能的目的。

3.2.2 主要設備參數

廢氣治理主要設備的參數見表7。

表7 廢氣治理主要設備參數

4 工程投資、整治效果及特點

4.1 投資與運行費用

整治工程投資約460萬元，其中包括生產設施更換費用240萬元，廢氣收集與管道整改費用120萬元，廢氣治理設施費用100萬元；廢氣治理設施年運行費用為23.2萬元，包括能耗費用11.5萬元、活性炭更換費用3.5萬元、催化劑費用1.0萬元，人工費用7.2萬元。

4.2 整治效果分析

經過整改提升后取得的環境效果包括：（1）有機廢氣經系統處理后，非甲烷總烴排放濃度為20～50 mg/m3，污染物去除效率達到90%，較整治前大幅度下降。（2）通過對設備進行淘汰和更新以及廢氣收集的改造，無組織廢氣轉化為有組織廢氣進入治理設施，大幅度改善了廠區的異味問題。

5 結論

針對某香料化工企業廢氣污染物成分復雜、嗅閾值低、氣味明顯、處理難度較大等問題，通過更換現有敞口離心機和水環泵等落后設施及實施廢氣收集改造工程，實現了良好的收集效果；同時，廢氣治理工藝將原有的“二級水吸收”更換為“水吸收+活性炭吸附-催化燃燒”工藝，整治前非甲烷總烴的排放濃度為70～120 mg/m3，整治后非甲烷總烴的排放濃度為20～50 mg/m3，污染物去除效率達到90%，排放濃度與整治前相比大幅度降低，廠區異味也有所好轉，因而取得了良好的整治提升效果。本次整改提升工程的總投資為460萬元，年運行成本為23.2萬元，所以對同類行業廢氣現狀的改善具有重要的參考意義。