山長柱, 周人楷, 趙 勇
(1.中糧黃海糧油工業(yè)(山東)有限公司,山東 日照 276826; 2.無錫中糧工程科技有限公司,江蘇 無錫 214035)
VOCs是揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Chemicals)的縮寫,是指參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)物,或者根據(jù)規(guī)定的方法測量或核算確定的有機(jī)化合物。植物油廠常用的浸出溶劑是工業(yè)己烷或植物油抽提溶劑,因此浸出車間排放的廢氣含有較高的VOCs。浸出車間廢氣污染源主要來自4個(gè)方面:溶劑揮發(fā)、未冷凝的尾氣、廢水殘留溶劑、DC排氣[1]。在工藝設(shè)備和管理都較好的企業(yè),溶劑揮發(fā)和廢水殘留溶劑揮發(fā)量都比較小,屬于無組織排放,不易收集處理。一般浸出車間主要對未冷凝的尾氣和DC排氣進(jìn)行綜合治理。
目前常用的廢氣異味治理的工藝主要有[2]:①活性炭吸附法。通過活性炭吸附除臭,效率高,但需要經(jīng)常更換吸附劑,運(yùn)行成本較高。②化學(xué)反應(yīng)法。利用化學(xué)藥劑進(jìn)行反應(yīng)去除,運(yùn)行成本高,易造成二次污染。③低溫等離子法。利用電極裂解高分子化學(xué)鍵,去除效率低,且不安全。④植物液噴灑技術(shù)。通過噴灑霧化植物天然提取液與異味氣體結(jié)合,產(chǎn)生包覆將異味氣體轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和無機(jī)鹽,達(dá)到除臭目的,該方法去除效率一般,且運(yùn)行費(fèi)用高。⑤生物除臭法。利用微生物消化吸收VOCs,去除效率高,運(yùn)行費(fèi)用低,但投資大。⑥UV光解法。利用UV紫外線光束照射,改變分子結(jié)構(gòu),使高分子鏈降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物,去除效率較低,該處理方式目前已經(jīng)被淘汰。
綜合分析VOCs處理工藝,結(jié)合公司浸出車間的工藝設(shè)備特點(diǎn),采用圖1工藝進(jìn)行VOCs處理。
圖1 VOCs處理工藝簡圖
DC廢氣、礦物油系統(tǒng)尾氣等收集的熱風(fēng)(90℃)進(jìn)入一次氣氣換熱、二次水氣換熱后降溫至40℃,與冷風(fēng)(約43℃)匯集進(jìn)入噴淋塔,通過噴淋液去除固體顆粒物和VOCs,做到排氣達(dá)標(biāo)排放。
(1)粕殘溶。在入噴淋塔溫度等條件不變的情況下,當(dāng)粕殘溶超過300 mg/kg時(shí),廢氣VOCs排放濃度顯著升高。因?yàn)楫?dāng)粕殘溶高時(shí),說明濕粕脫溶效果不好,相應(yīng)廢氣中含溶劑量多,VOCs就高。為了獲得好的尾氣處理效果,要保證脫溶效果,從而減少VOCs的排放。
(2)進(jìn)入噴淋塔的氣體溫度。當(dāng)進(jìn)入噴淋塔的氣體溫度高于46℃時(shí),最終排放的尾氣VOCs含量較高。因此,廢氣處理前應(yīng)進(jìn)行有效熱交換,可以回收利用熱能,減少能耗,同時(shí)降低廢氣處理的溫度,提高噴淋吸收的效果。
(3)VOCs專用吸收劑添加量。如經(jīng)調(diào)節(jié)后VOCs排放濃度仍偏高,可在正常堿性噴淋液中適量添加VOCs專用吸收劑,以確保達(dá)標(biāo)排放。通過實(shí)踐,一般情況下,專用吸收劑添加量在3.6%以上時(shí),可以獲得一定效果,當(dāng)添加量在15%時(shí),成本效果比最好。
(4)進(jìn)出浸出車間循環(huán)水的溫度,礦物油吸收系統(tǒng)流量、溫度等參數(shù)的穩(wěn)定控制也是影響未冷凝尾氣中VOCs的主要因素,因此在浸出車間操作過程中,也是值得關(guān)注的控制點(diǎn)。
通過實(shí)踐,在粕殘溶為280 mg/kg、入噴淋塔溫度為42℃、VOCs專用吸收劑添加量為15%時(shí),VOCs排放可控制在70 mg/m3以下,排放速率一般在4.0 kg/h以下。
實(shí)踐證明,采用兩級換熱,再經(jīng)噴淋降溫吸收的廢氣治理工藝效果明顯,有效降低了排放廢氣中的VOCs,既解決浸出車間生產(chǎn)過程中排放廢氣污染環(huán)境的問題,又回收利用了一部分排出氣體中的熱能,工程實(shí)踐中各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)正常平穩(wěn),符合國家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)。