香精香料行業(yè)廢氣的形成

                                      香料是能被嗅出香氣或嘗出香味的物質(zhì)。香精是一種由人工調(diào)配出來的含有幾種、十幾種乃至幾十種香料的混合物，

                               或由發(fā)酵、酶解、熱反應(yīng)等方法制得的含有多種香料的混合物。香精香料工業(yè)屬于精細(xì)化工，與一般化工相比，具有品

                               種多、更新?lián)Q代快、產(chǎn)量小等特點，大多以間歇方式生產(chǎn)。

                                      香精香料生產(chǎn)中使用的原材料主要為乙醛、乙醇、甲苯等有機原料，種類繁多。產(chǎn)生的廢氣含有醛類、醇類、酮類、

                               酯類、酸類、醚類等有機廢氣，且具有種類多、成分復(fù)雜、異味明顯的特點。隨著環(huán)保要求的提高，如何有效控制廢氣

                               污染消除異味成為香精香料生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的問題。

                                      香精生產(chǎn)工藝中的液體香精生產(chǎn)部分主要是異味問題，而在其生產(chǎn)過程中異味問題的不斷變化是一個比較棘手的問題。

                               臭氣濃度是一個較為定性的指數(shù)，在不同的情況可能得出的臭氣濃度數(shù)值差異很大，而對于香精生產(chǎn)出現(xiàn)的異味問題主要

                               是由于有機物產(chǎn)生的，因此能否有效的建立非甲烷總烴的濃度與臭氣濃度的關(guān)系成為項目終能否成功的關(guān)鍵。而香精行業(yè)

                               往往出現(xiàn)的問題是VOCs的濃度比較低，但臭氣濃度卻很高，也就是污染物的嗅域值都很低，如何處理這些低嗅域值的物質(zhì)

                               成為行業(yè)的難題。而對于香料生產(chǎn)而言，主要的難題包括了顆粒物的濃度、較高的VOCs濃度已經(jīng)不穩(wěn)定的生產(chǎn)工況。

                                      “香精香料生產(chǎn)廢氣主要以鹵化烴、醇、酚、醚、酸、酯、內(nèi)酯、醛、酮、縮醛(酮)、腈、雜環(huán)等。合成香料的分

                               子量在50～300之間,分子量愈大,揮發(fā)性愈小,香氣就減弱。分子結(jié)構(gòu)的微小變化包括取代基的位置不同、幾何異構(gòu)、立體異

                               構(gòu)等均可導(dǎo)致香氣差異,如香蘭素(3-甲氧基-4-羥基苯甲醛)具有愉快的香莢蘭豆香氣,而其異構(gòu)體2-羥基-3-甲氧基苯甲醛則有

                               類似苯酚樣的不愉快氣味。”

香精香料行業(yè)廢氣治理流程

                                      1廢氣產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析該企業(yè)主要從事液體香精、粉末香精和膏體香精的復(fù)配，生產(chǎn)過程均為物理攪拌，無化學(xué)反應(yīng)，

                               使用的原輔材料主要有各種香料、食用酒精、丙二醇、色拉油、麥芽糊、玉米淀粉等。香精生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的品種繁多，

                               因此廢氣成分復(fù)雜多變，但是主要代表性物質(zhì)均為酯、醛、烯烴和酮，部分香精生產(chǎn)過程可能排放含硫醚、硫醇等刺

                               激性臭味物質(zhì)。根據(jù)現(xiàn)場實地調(diào)查，該企業(yè)主要廢氣來源和排放特點見表1。

                                      2廢氣治理現(xiàn)狀及存在問題

                                      企業(yè)現(xiàn)有2個生產(chǎn)車間，一車間生產(chǎn)甜味液體香精，二車間生產(chǎn)咸味香精(液體、粉末、膏體)和甜味粉末香精。生產(chǎn)

                               的廢氣主要包括無組織廢氣和有組織廢氣。無組織廢氣主要來自敞口生產(chǎn)設(shè)備以及人工轉(zhuǎn)料和包裝過程，該部分廢氣均

                               為間歇性排放，且污染物濃度波動較大，收集處理難度較大;有組織廢氣來自二車間的粉末香精干燥過程。各車間廢氣收

                               集處理現(xiàn)狀見表2。

                                      由于生產(chǎn)過程無化學(xué)反應(yīng)，廢氣以香精香料自身氣味為主，因此所排放廢氣中有機物含量較低，但異味較大且吸附性

                               強。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，二車間生產(chǎn)區(qū)域的異味較一車間更重。現(xiàn)場對車間各區(qū)域換風(fēng)系統(tǒng)和干燥機排氣口的臭氣濃度、TVOC、排

                               氣量進行了檢測，結(jié)果見表3。

                                      3廢氣收集系統(tǒng)改造

                                      一、二車間內(nèi)劃分了多個相互隔離的作業(yè)區(qū)域，其中攪拌桶、反應(yīng)釜等生產(chǎn)設(shè)備的廢氣均無組織排放。由于香精產(chǎn)品

                               種類多、產(chǎn)量小，現(xiàn)有間歇式、敞開式生產(chǎn)工藝難以改為連續(xù)化、自動化、密閉化生產(chǎn)工藝。為防止新增廢氣收集裝置污

                               染食用香精，廢氣收集系統(tǒng)的改造仍利用現(xiàn)有換風(fēng)系統(tǒng)，同時新增一套變頻風(fēng)機收集各區(qū)域排風(fēng)機出口廢氣。各股廢氣設(shè)

                               計流量見表4。

香精香料廢氣治理設(shè)備選型

                                      該企業(yè)排放的廢氣凈化處理屬異味治理范疇，常見的凈化工藝包括水吸收、活性炭吸附、蓄熱式焚燒、低溫等離

                               子體凈化等。水吸收的凈化處理效率主要取決于污染物的溶解度、蒸汽壓等物理屬性，其凈化效率不高，常用作預(yù)處

                               理措施。活性炭吸附主要用于回收有機物，本項目中有機物排放總量較低但異味較大，采用活性炭吸附實際處理效果

                               較差，且產(chǎn)生大量的危險固廢。蓄熱式焚燒和低溫等離子技術(shù)具有凈化效率高、無二次污染等優(yōu)點，在精細(xì)化工行業(yè)

                               正得到越來越大范圍的應(yīng)用，2種工藝的對比分析見表5。

                                      蓄熱式焚燒凈化工藝是有機廢氣和異味處理的終手段，但是該企業(yè)日常生產(chǎn)周期僅8h，且有機物實測濃度較低，

                               如果采用蓄熱式焚燒工藝，則運行成本過高，因此不宜直接采用RTO爐高溫焚燒處理。現(xiàn)場試驗表明，介質(zhì)阻擋放電低

                               溫等離子體對有機物濃度較低的廢氣具有良好的凈化處理效率，且運行成本低，操作維護簡單，可與生產(chǎn)裝置同開同

                               停,因此終選定采用水吸收+低溫等離子體+水吸收凈化工藝，處理流程見圖1。

                                      該工程于2020年7月底竣工，經(jīng)過半年多的運行，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，裝置投運后廢氣擾民投訴顯著減少。9月18~19日，

                               企業(yè)對廢氣處理裝置運行情況進行了現(xiàn)場檢測，裝置出口排氣量均值為20537m3/h，臭氣濃度由1738降為130，凈化效

                               果高達92.5%。廢氣處理檢測結(jié)果見表6。

                                      設(shè)備運行主要消耗為電費，循環(huán)水泵功率為6kW，風(fēng)機功率為37kW，等離子凈化設(shè)備功率為40kW，廢氣處理裝置年

                               運行時間為2400h，每度電0.8元，電極工作負(fù)荷為90%，電費共計：(6+37+40)×2400×0.8×0.9=14.3萬元/a。

                                      6結(jié)論

                                      對于成分復(fù)雜、有機物濃度低、風(fēng)量大的香精香料生產(chǎn)廢氣采用“水吸收+介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體”凈化工藝

                               是技術(shù)可行、經(jīng)理相對合理的選擇。現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)表明：凈化裝置出口臭氣濃度、非甲烷總烴符合DB32/3151—2016

                               《化學(xué)工業(yè)揮發(fā)性有機物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，有效控制了香精生產(chǎn)廢氣對周邊區(qū)域的不良影響，取得了較好的環(huán)境效應(yīng)，

                               對改善區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量具有十分重要的意義。

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