四川中煙工業有限責任公司成都卷煙廠 黃 亮
煙草行業在國民經濟中占有重要地位,全國煙草工業公司20余家,工廠分布在全國大中小城市。在卷煙生產過程中,由于其原料、加工工藝等會產生異味氣體,其主要來自于制絲生產線加溫、加濕、加香、排潮等工序,可分為煙機廢氣、白肋煙廢氣和車間廢氣三種,而白肋煙廢氣是主要部分,其成份有氨、苯、苯酚、甲苯、甲醇、丙酮、苯胺類等。這些廢氣具有高溫(60~80℃)、高塵(>100mg/m3)、高濕(95%)、異味大、風量大的特點,如果直接排放于大氣環境,會對人們身體健康產生威脅,對生態環境造成嚴重影響。
國家相關法律有明確規定,對向大氣排放惡臭氣體的單位,必須采取措施防止周圍居民區受到污染。因此對于煙草加工企業來說,采取有效的異味處理措施,防止其生產過程中的有害氣體直接排放是煙草企業的社會責任。
目前常見的煙草異味處理方式有吸附法、生物法、化學洗滌法、光催化法、低溫等離子法、光催化等離子法等。
吸附法通常是利用活性炭、液體等物質吸附異味氣體,優點是技術成熟、設備簡單,缺點是凈化效率低,往往難以將臭味降低到人們接受的水平;生物法是利用經過馴化后的微生物將異味物質氧化分解成為無臭的二氧化碳和水,同時將惡臭物轉變為自身的營養物,使微生物得以繼續繁殖。其優點是設備結構簡單、處理費用低,缺點是氧化分解速度慢,微生物的生存容易受到溫度、濕度影響,PH值范圍難以控制;化學洗滌法是利用臭氣中的某些物質和藥液產生中和反應,例如利用呈堿性的次氯酸鈉除去硫化氫、有機酸等酸性物質,利用鹽酸或硫酸等酸性溶液去除臭氣中的氨氣等堿性物質。該方法需要配置較多輔助設施,藥液存儲裝置、輸送裝置等;光催化法是利用高能紫外光照射異味氣體,破壞原有結構使其催化分解為小分子化合物,例如二氧化碳和水;光解法具有較高的處理效率、維護簡單。但是其處理能力有限,適用于中小量、低濃度氣體。低溫等離子異味處理技術是在室溫、常壓條件下,通過脈沖高壓的脈沖放電,產生高能電子同廢氣中氣體分子作用,產生離子和自由基等活性粒子,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。該技術凈化效率高、能耗低,但一次性投資大,可能引起二次污染。
我廠異味處理系統采用多級洗池水洗法的處理工藝。水清洗是利用臭氣中的某些物質能溶于水的特性,使臭氣中的氨氣、硫化氫等氣體和水接觸、溶解,達到除臭的目的。根據制絲生產線工藝廢氣的不同特性,分別采用二級洗池和三級洗池兩種處理方式,分為A、B、C、D四套異味處理設備,其中A、D套為三級洗池處理方式,B、C套為二級洗池處理方式。A套除異味設備用于處理制絲生產線上潤葉、加料、增溫增濕、加香等排潮氣體,該氣體具有溫度高、濕度大的特點;B、C套設備用于處理經風選除塵、環境除塵后的廢氣,氣體溫度為常溫、濕度不大;D套設備用于處理經烘絲除塵和排潮后的氣體,該廢氣同樣具有溫度高、濕度大的特點。
二級洗池從功能上分為一級預洗池和二級洗池,設備和工藝流程如圖1和圖2所示。

圖1 二級洗池示意圖

圖2 二級洗池工藝流程圖
一級預洗池采用碰撞式分離器、循環噴淋洗滌系統、自動補水、排污系統,主要用于除去廢氣中的碎煙葉、粉塵等顆粒物。二級洗池采用增大表面積的特殊填料、循環噴淋洗滌系統、高效氣液分離裝置、自動補水、排污系統,用于除去廢氣中的異味物質。
三級洗池的工作原理、內部結構與二級洗池大致相同,區別在于針對烘絲、排潮等高溫氣體增加了一級洗池,該洗池循環洗滌系統中的洗滌水經冷卻塔冷卻后,能將較高的廢氣溫度進行冷卻處理,避免排出的廢氣產生白霧現象,并且增加的一級洗池也提高了處理效率。設備和工藝流程如圖3和圖4所示。

圖3 三級洗池示意圖

圖4 三級洗池工藝流程圖
多級水洗法的處理工藝其本質可以看作是吸附法的一種,是較為傳統的異味處理方式,其優點是設備簡單,設備自身維護量小,但其處理效率相較于等離子法有一定差距。因此為了在現有多級洗池處理方式上盡可能的保障異味處理效果,對整套系統的日常清潔維護顯得尤為重要。多級水洗法利用水溶解、吸附異味物質,隨著異味物質不斷溶于水之后,洗滌水必然受到污染,其異味吸附效果會受到影響,甚至其自身也成為了一個異味來源。因此定期換水保證洗滌水的水質清潔是確保異味處理效率的關鍵。并且廢氣中含有細小的碎煙葉和煙塵等,經過異味設備處理后一部分可以通過排污系統排除,但仍有部分殘留物會附著在設備內表面以及碰撞分離器、氣液分離器等隔板上,這些物質長時間留存在設備內也會產生惡臭氣味,因此對設備內部的清潔也顯得尤為重要。目前車間安排專人負責在每天生產結束后對除異味設備內部進行清洗并換水,如圖5所示。在清洗換水的時候要特別注意廢棄物廢水的收集,避免引起二次污染。特殊填料使用一段時間后其異味吸附特性也會衰減,因此要定期對填料進行清洗,使用較長時間后重新更換填料保證異味處理效果。在完成日常各項清潔維護工作的同時,除異味設備自身穩定運行是異味處理能夠進行的前提,因此也要加強設備自身的檢查,主要包括循環水泵、風機是否運行正常,補水裝置、排污裝置功能是否完好,各風門和閥門的開啟狀態是否正常,系統負壓值是否正常等。另外,考慮到水洗法在異味處理效率上的不足,增加了化學洗滌加以輔助,即通過在洗池中施加化學藥物的方式溶解氣體中的異味物質,進一步提高異味處理的效果。

圖5 保養人員清洗設備、換水
■結束語
目前,我廠制絲生產線異味處理設備4套,總處理能力38萬m3/h,卷包車間有2套對流式水洗異味處理設備,處理能力達到17萬m3/h。經過異味處理系統處理后,廢氣符合國家GB14554-93《惡臭污染物排放標準》要求。