香精香料解決方案(àn)
2021-09-16
香精香料(liào)行業廢氣的形成(chéng)
香料是能被嗅出香氣或嚐出香味的物質。香精是一種由人工調(diào)配出(chū)來的含有幾種、十(shí)幾種乃至幾十種香料的混合物,
或由發酵、酶解、熱反應等方法製得(dé)的含有多種香料的混合物。香精香料工業屬於精細化工,與一般化(huà)工相比(bǐ),具有品
種多、更新換(huàn)代快、產量小等特點,大多以(yǐ)間歇方式生產。
香精香(xiāng)料生產中使用的原材料主要為乙醛、乙醇、甲苯等有(yǒu)機原料,種(zhǒng)類繁多。產生的廢(fèi)氣含(hán)有醛類、醇類、酮類、
酯類、酸類(lèi)、醚類等有機廢氣,且(qiě)具有種類多、成分複(fù)雜、異味(wèi)明顯(xiǎn)的特點。隨著環保要求(qiú)的(de)提高,如(rú)何有效(xiào)控製廢氣
汙染(rǎn)消除異味成為香精香料生產企業亟待解決的問題(tí)。
香精生產工藝中的液體香精生產部分主要是異味問題,而在其生(shēng)產過程中異味問題的不斷變化是一個(gè)比較棘手的問(wèn)題。
臭氣濃度是一個較為定性(xìng)的指數,在不同的情況可能得出的臭氣濃度數值差異很(hěn)大,而對於香精生產出現的異味(wèi)問題主要
是由於有機物產生的,因此能否有效的建(jiàn)立非(fēi)甲烷總(zǒng)烴的濃度與臭(chòu)氣濃度的關係成為項目終能否成功的關鍵。而香精行業
往往出現的問題是VOCs的濃度比較低,但臭氣濃度卻很高,也就是汙染物的嗅域值都很低,如何處理這些低嗅域值的物質
成為(wéi)行業的難題。而對於香料生產而言,主要的難題包括了顆粒物的濃度、較(jiào)高的VOCs濃度已經不穩定的生產工況。
“香(xiāng)精香料生產廢氣主要以(yǐ)鹵化烴、醇、酚、醚、酸、酯、內酯、醛、酮、縮醛(quán)(酮)、腈、雜環等。合成香料的分
子量在50~300之間,分子量愈大,揮發性愈小,香氣就減弱。分子結構的微小變化包括取代基的位置不同、幾何異構、立體異
構等均可導致香氣差異,如香(xiāng)蘭素(sù)(3-甲氧基-4-羥基苯甲醛)具有愉快的香莢蘭豆香氣,而其異構體2-羥基-3-甲氧基苯甲醛(quán)則有
類似苯酚樣的(de)不愉(yú)快氣味。”
香(xiāng)精香料行業廢氣治(zhì)理流程
1廢氣產(chǎn)汙環(huán)節分析該企業主要從事液體香精、粉末香精和膏體香精的複配,生(shēng)產過程均為物(wù)理攪拌,無化學(xué)反應(yīng),
使用的原輔材(cái)料主要有各種香料、食用酒精、丙二醇、色拉油、麥芽糊、玉米澱粉等(děng)。香精生(shēng)產企業生產的品種繁多,
因此廢氣成分複雜多(duō)變,但是主要代表性物質均(jun1)為酯、醛、烯(xī)烴(tīng)和酮,部分香精生產過程可能排放含硫醚、硫醇等刺
激性臭味物質。根據現場(chǎng)實地調查,該企業主要廢氣來源和排放特點見表1。
2廢氣治理(lǐ)現狀及存在問題
企(qǐ)業現有2個生產車間,一車間生產甜味液體香精,二車間生產鹹味香精(液體、粉末、膏體(tǐ))和甜味粉末香(xiāng)精。生產
的(de)廢氣主要包括無組織廢氣和有組織廢氣(qì)。無組織廢氣(qì)主要來自敞(chǎng)口生產設備以(yǐ)及人工轉料和包裝過程,該部分廢氣均
為間歇性排(pái)放,且汙染物(wù)濃度波動較大(dà),收集處理難度較大;有組織廢氣來自二車間的粉(fěn)末香精幹燥過程。各車間廢(fèi)氣收
集處理現狀見表2。
由於生產過程無化學反應(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(hán)量較低,但異味較大且吸附性
強。調查發現,二車間生(shēng)產區域的(de)異味較一車間更重。現場對車(chē)間(jiān)各(gè)區域換風係統和幹燥機排氣口的臭氣濃度、TVOC、排
氣量進行(háng)了(le)檢(jiǎn)測,結果見(jiàn)表3。
3廢(fèi)氣收集係統改造
一、二車間內劃分(fèn)了多(duō)個相互隔離的作(zuò)業區域,其中攪拌桶(tǒng)、反應釜等生產設備的廢氣均無組織排放。由於香精產品
種類多、產量小,現有間歇式(shì)、敞開(kāi)式生產工藝難以改為連(lián)續化、自動化、密閉化(huà)生產工藝。為防止新增廢氣收集裝置汙
染食用香精,廢氣收集係統的改造仍利用現有換風(fēng)係統,同時新增一套變頻風機收集各區域排風機出口廢氣。各股廢氣設
計流量見表4。
香精(jīng)香料廢氣(qì)治理設備選型
該(gāi)企業排放的廢氣淨化處理屬異味治理範疇,常見的淨化(huà)工藝包括水吸收、活性炭吸附、蓄熱式焚燒、低溫等離
子體淨(jìng)化等(děng)。水吸收的淨化處理效率主要取決於汙染物的溶解度、蒸汽壓等物理屬性,其淨化效率不高,常用作預處
理措(cuò)施。活性(xìng)炭吸附主(zhǔ)要用於回收有機物(wù),本(běn)項目中有機物排放總量較低但異味較大(dà),采用活性炭吸附實際處(chù)理效(xiào)果
較差,且(qiě)產生大量的危險固(gù)廢。蓄熱式焚燒和低溫等(děng)離子技(jì)術具有淨化效率高(gāo)、無二次汙染等優點,在精細化工(gōng)行業
正得到越來越大範圍的應用,2種工藝的對比分(fèn)析見表5。
蓄熱式焚燒淨化工藝是有機廢氣(qì)和異味處理的終手段,但是該企業日常生產周期僅8h,且有機物實(shí)測濃度較低,
如果(guǒ)采用蓄熱式焚燒工藝(yì),則運行成本過高,因此不宜直接采(cǎi)用RTO爐高溫(wēn)焚燒處理。現場試驗表明,介質阻擋放電低
溫等離子體對有機物濃度較(jiào)低的廢氣具有良好(hǎo)的淨化處理效率,且運行成本低,操作(zuò)維護(hù)簡單,可(kě)與生產裝置同開同
停,因此終選定采用水(shuǐ)吸收+低溫等離(lí)子體+水(shuǐ)吸收淨化工藝,處理流程見圖1。
該(gāi)工程於2020年7月底竣工,經過半年多的運行,係統(tǒng)運(yùn)行穩定,裝置(zhì)投運(yùn)後廢氣擾民投訴顯著減少。9月18~19日(rì),
企業對(duì)廢氣處理裝(zhuāng)置運行情況進行了現場檢測,裝置出口(kǒu)排氣量均值(zhí)為20537m3/h,臭氣濃度由1738降為130,淨化效
果高達92.5%。廢氣處理檢測結果見表6。
設備運行主要消耗為電費(fèi),循環水泵功率為6kW,風機功率為37kW,等離(lí)子淨化設備功率為40kW,廢氣處理裝置(zhì)年
運行時(shí)間為2400h,每度電0.8元,電(diàn)極(jí)工(gōng)作負荷為90%,電費共(gòng)計:(6+37+40)×2400×0.8×0.9=14.3萬元/a。
6結論(lùn)
對(duì)於成分複雜(zá)、有機物濃度低、風量大的香精香料生產廢氣采用“水吸收+介(jiè)質(zhì)阻擋放電低溫等離子體(tǐ)”淨化工(gōng)藝
是技術可行、經理相對合理的選擇(zé)。現場運行數據表明:淨化(huà)裝(zhuāng)置(zhì)出口臭氣濃度、非甲烷總烴符合DB32/3151—2016
《化學工業揮發性有機物排放標準》的要求(qiú),有效控製了香精生產(chǎn)廢氣對周邊區域的不良影響,取得(dé)了較好的環境(jìng)效應,
對改善區域大氣環境質量具有十分重要的意義。
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