界首市医药废气处理设备

近年来，我国医药化工行业发展迅速，已成为世界上原料药和医药中间体的生产大国，其产生的废气污染物大致分为发酵尾气(主要为酸性气体)、溶剂气体(统称为挥发性有机物，VolatileOrganicCompounds，以下简称为VOCs)和恶臭气体。医药生产的废气主要特点为排放量大，浓度低，处理成本高。随着各国对环境质量要求的不断提高，对废气排放规定了更严格的排放界限值。

本文结合药厂废气(主要是乙醇，属于VOCs)处理的实际案例，介绍废气处理设计的经验。由于乙醇中的碳氢化合物，会住阳光(紫外光)作用下发生光化学反应生成二次污染物，形成烟雾污染现象。所以大量的VOCs排放会对环境及人群都会产生不良影响。为此必须对废气进行净化处理，消除光化学烟雾的隐患后才可排放。

lVOCs废气净化技术的分类

随着时代和科技的发展，废气处理工艺也经历着不断发展的过程。目前有机废气的净化方法，从初采用的水洗法，逐步发展出一系列的方法并且已在工业生产获得成功应用。按其工作原理，分为物理、化学、生物等净化方法，即：

(1)热力学方法

例如冷凝、吸收、吸附和膜分离等(吸附和吸收可以是化学或物理的)。

(2)化学方法

例如燃烧法，即氧化法(直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧、蓄热式热力燃烧)

(3)生化方法(也称生物降解法或生物催化法)

例如：生物过滤、生化洗涤和生化膜分离等】。

就环保、经济而论，如果VOCs的价值较高，而且有可能回收，则应尽可能将其回收在利用，因此从这意义上讲，有机废气的净化方法也可分为：

(1)回收法

例如吸附分离法，冷凝法和膜分离法等。

(2)转化法(又称破坏法)

将VOCs转化为无害物质，例如燃烧法和生化法。

以下逐一介绍一些常用的净化方法：

(1)吸收法

吸收净化法是废气治理中一种重要的常用的方法，它是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度的不同，或其中一种或多种组分与吸收剂中活性组分结合，将有害物从废气中分离出来、净化废气目的的一种方法。

吸收法使用的吸收设备主要有喷淋洗涤器、泡沫洗涤器、文氏管洗涤器等。吸收法的T艺流程和湿法除尘工艺近似，只是湿法除尘丁岂用清水，而吸收法净化有害气体要用溶剂或吸收溶液。

吸收法的优点是几乎可以处理各种有害气体，适用范围很广，并可回收有价值的产品。缺点是工艺比较复杂，吸收效率有时不高，吸收液需要再次处理，否则会造成废水的污染。

(2)活性炭吸附法

吸附是一种固体表面现象，是利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物，使其中的一种或几种组分，在分子引力或化学键力的作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。其中应泛的是活性炭。

活性炭对对苯、甲苯、二甲苯、乙醇煤油、汽油、苯乙烯、氯乙烯等物质都有吸附功能。该法具有较高的效率，但活性炭吸附到一定量时会达到饱和，就必须再生或更换活性炭，因此运行成本较高。这种方法常用于低浓度废气和脱臭的后处理。

(3)生物除臭法

生物除臭法是通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化，达到除臭的目的。目前国内外污水处理厂和污水泵房采用生物法处理废气的方法主要有土壤脱臭法、生物滤池法和生物滴滤塔等，治理效果较好。

(4)低温等离子体技术

等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在短时间内发生分解等离子体去除污染物。该方法具有处理效果好，运行费用低廉、无二次污染、运行稳定、操作管理简便、即开即用等优点。

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1.1焚烧法

使用焚烧法处理化工医药企业废气主要有直接焚烧、催化燃烧两种方式。直接焚烧法直接点燃废气中的可燃有害气体，主要适用于可燃性废气处理。但可燃气体含量较低时，不适合使用直接焚烧法。催化燃烧法的原理在高温下，通过加入催化剂来加速废气中的有害气体的分解速度，优点是反应过程中没有火焰产生，安全性能良好，燃烧点低，能量消耗较小。但是废气含有硫元素、氮元素以及氯元素时，催化过程会有氮化物、硫化物以及氯化氢等有毒有害气体生成，同时这些物质也会对催化剂的使用效果造成恶劣影响。

1.2吸附技术

吸附废气处理技术是应用时间较长的废气处理方式，目前在我国已经有上百年的使用历史。吸附法主要是利用吸附剂可以借助于表面的选择吸附作用，将气体状态下的物质有选择的进行吸附，再通过解吸附的作用将气体释放出来。根据吸附形式的差异，可以分为化学吸附和物理吸附两种类型。其中，我国化工医药企业在废气处理上应用范围的是物理吸附。吸附法在处理废气过程中可以不需要水，因此该技术不涉及由废气污染引发废水污染等问题。此外，与热力燃烧法相比，吸附法也不需要额外加入其它辅助燃料，可以充分节约能源。但吸附法也存在一定的弊端，例如废气处理的效果与吸附剂的类型息息相关，在选择吸附剂时，必须兼顾废气的性质以及特征等参数，提高处理效率。郭杨龙等人通过考察甲苯浓度、空气流速和表面改性对活性炭处理废气效果的影响，结果显示当温度为25℃，空气流速10000h-1时，对甲苯的清除率为6.5wt％。

​​医药化工臭气概述：

医药化工行业在生产过程中溶剂消耗量大，产生大量挥发性有机物质，基本上为低沸点的挥发性有机物(VOCs)，其中相当一部分将以废气形式排放,产生大量的溶剂废气。溶剂废气成分复杂有数十种之多,如甲醇、二氯甲烷、溶剂油、甲苯、丙等，按类别划分有醇类、卤代烃类、苯类、醚类、酮类、脂类、有机胺类等，按水中溶解度可分为水溶性和非水溶性溶剂废气,水溶性的有醇类、有机胺类等，非水溶性的有卤代烃类、苯类等。

挥发性有机化合物（VOCs）是常见的污染物，它与颗粒物一样，是又一大类大气污染。制药企业在生产过程中往往要用到大量的溶剂，如苯、氯苯由溶剂产生的VOCs是制药厂废气主要来源。制药厂废气若未经处理直接排放，会影响企业的环境空气质量和人体健康。在当今医药化工发展迅速的时代，医药带给人们的经济效益显著，而同时污染问题也备受关注，亟待治理。

医药化工臭气来源：

宰前饲养场排放的畜粪冲洗水，屠宰废水中含有大量的血污、毛皮、碎肉、内脏杂物、未消化的食物以及粪便等污染物，悬浮物浓度很高，水呈红褐色并有明显的腥臭味，是一种典型的有机废水。一般不含重金属及有毒化学物质，废水中富含蛋白质及油脂，有机物含量高，营养物质为氮磷，其中氮以有机物及氨氮形式存在，磷以磷酸盐形式存在。具有良好的生化性。

医药化工臭气处理方法：

根据医药化工废气成分为氨气、硫化氢、硫醇等恶臭气体，目前对于恶臭废气处理方法，主要有活性炭吸附法、低温等离子法、生物法、UV光解法等。

（1）活性炭吸附法

活性炭吸附法是一种常见的废气处理方法。吸附法利用多孔性的活性炭、硅澡土、无烟煤等，将有机气体分子吸附到其表面，从而净化废气。

优点：净化率高（活性炭吸附可达到95%以上），实用遍及，操纵简单，投资低。

缺点：在吸附饱和以后需要更换新的活性炭，更换活性炭需要费用，替换下来的饱和以后的活性炭也是需要找专业人员进行危废处理，运行费用高。

（2）低温等离子净化法

利用低温等离子净化设备中的介质阻挡放电过程中，等离子体内部产生富含较高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。

适用条件：适用范围广，净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭气体。电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用。

优点：反应快，设备启动、停止十分迅速，随用随开。缺点：一次性投资较高、安全隐患。

（3）燃烧法

燃烧法又分为直接燃烧法、催化燃烧法，主要用于高浓度VOCs废气的净化处理。对于自身不能燃烧的中低浓度尾气，通常需助燃剂或加热，能耗大，运行成本比催化燃烧法高10倍以上，运行技术要求高，不易控制与掌握。

催化燃烧法优点是催化燃烧为无焰燃烧，安全性好，本法的特点：起燃温度低，节约能源；净化率高，无二次污染；工艺简单，操作方便，安全性好；装置体积小，占地面积少；设备的维修与折旧费较低。该法适用于高温、中高浓度的有机废气治理，效果良好。

（4）UV光解法

利用UV光解净化设备发出特制的高能UV紫外线光束照射恶臭气体，裂解H2S、硫化物、VOC类、苯、甲苯、二甲苯的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO2、H2O等。利用高能UV光束裂解恶臭气体中细菌的分子键，破坏细菌的核酸（DNA），再通过臭氧进行氧化反应，*达到脱臭及杀灭细菌的目的。

优点：高效除恶臭，脱臭效率可达到95%以上；适应性强，可适应中低浓度，大气量，不同恶臭气体物质的脱臭净化处理；产品性能稳定，运行稳定可靠，每天可24小时连续工作；运行成本低本，设备耗能低，无需专人管理与维护，只需作定期检查。