造纸厂废气治理工艺路线选择及应用_许艳.pdf
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1、 化学工程与装备 2023 年 第 1 期 266 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 1 月 造纸厂废气治理工艺路线选择及应用造纸厂废气治理工艺路线选择及应用 许 艳,张杰立,王晓乐(航天环境工程有限公司,天津 300450)摘摘 要要:造纸废气排放的种类繁多,排放的位置复杂,治理难度大。造纸废气治理方法很多,如何选择合适的工艺路线并应用是难点,以安徽某造纸厂造纸烘干车废气为试验对象,挑选最适合工艺路线,研究表明造纸废气想要达 9 0%以上的脱除效率,单一方法不能实现,需要多种方式连用,试验发现三级洗涤次氯酸钠溶液+次氯酸钠溶液+氢氧化钠溶液效果最好,
2、不管是臭气还是 VOC 都能达到 90%以上的。为造纸废气的治理提供指导和借鉴意义。关键词:关键词:造纸废气治理;臭气浓度;VOC 浓度;恶臭 引引 言言 造纸工业是国民经济的基础产业之一,与社会经济和人民生活息息相关。据统计,2020-2021 年我国的纸及 纸板产量为 25490 万 吨,主营业收入 1.3 万亿元1。由于原材料种类多、制造工艺复杂,导致废气排放的种类繁多,排放的位置复杂,治理难度大。造纸厂排放废气主要有还原性硫化物(甲硫醇、硫化氢、二氧化硫2、甲硫醚等 硫化物),挥发性有机化合物(VOCs)2-3,二噁英和呋喃类持久性有机污染1。硫化物有剧烈刺鼻气味,对粘膜有强烈刺激作用
3、,严重危害人的呼吸系统,VOC 是挥发性有机物关于挥发性有机物总称,主要包含烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、含氧有机化合物和含硫、氮有机化合物等。VOCs一般有较强的气味,对呼吸道系统刺激性大,且具有渗透、挥发及脂溶等特性,严重时会造成人中枢神经系统受损,昏迷、记忆力下降等,长期接触会使人患上癌症与血液病的风险。二恶英属于氯代环三芳烃类化合物,在人体中不能降解不能排出,对人体健康有很大威胁的环境污染物。它有强烈的致癌性,而且能造成畸形,对人体的免疫功能和生殖功能造成损伤。造纸废气一直是国家环保行业治理关注的难点,造纸行业多厂房车间多点泄露,收集困难,治理难度大。目前国内的大部分造纸废
4、气相关文献主要停留在造纸废气体的成分分析,废气气体的来源,废气治理措施理论介绍等方面,真正对造纸废气项目的具体设计和项目应用很少,本文就是通过对安徽某造纸厂废气的特点,提出具体的路线设计方法及项目应用案例,同时也是对造纸废气治理设计提供参考借鉴意义。1 1 造纸废气治理方法介绍造纸废气治理方法介绍 造纸废气造纸厂排放废气主要有还原性硫化物(甲硫醇、硫化氢、二氧化硫2、甲硫醚等 硫化物),挥发性有机化合物(VOCs)2-3,二噁英和呋喃类持久性有机污染1。按照治理方式可分为活性炭吸附法,直接燃烧法,低温等离子法,UV 光解净化法、化学吸收法等。不同方法适用工业范围不同。1.1 活性炭吸附法 原理
5、利用多孔性的活性炭吸附工业废气中的有害气体。优点:(1)可处理大风量、低浓度有机废气;(2)设备简单操作方便;(3)效率高,运转费用低。缺点:(1)废气净化前要进行预处理去除粉尘、水汽;(2)对废气温度要求较高,废气温度需在 40以下;(3)吸附容量有限、需对活性炭进行定期再生或更换;(4)废活性炭需要按危险废物处理,代价较高。1.2 直接燃烧法 原理预热至 600800进行氧化反应。优点:(1)可用于处理中、高浓度小风量废气;(2)简便易行、可回收热能。缺点:(1)预热能耗较多;(2)燃烧不完全时产生恶臭;(3)运行存在安全风险,投资运行成本高 1.3 低温等离子体 原理废气中的污染物质与低
6、温等离子体内产生的较高能量的活性基团发生反应,最终转化为 CO2和 H2O 等物质优点:(1)适用范围广,净化效率高;(2)适用于难以处理的多组分恶臭气体。(3)反应快、停止十分迅速,随用随开。缺点:(1)一次性投资较大;(2)处理较高浓度的可燃气体时存在安全隐患。(3)等离子体芯体表面粘附粉尘等杂质后可能影响处理效果甚至燃烧。1.4 UV 光解净化 原理利用恶臭物质对光子的吸收而发生分解,同时反应过程产生的活性基团也能参与氧化反应,从而达到降解恶臭物质的目的。优点:(1)适用于浓度较低,且能吸收光子的污染物质;(2)可以处理大气量的、低浓度的臭气;(3)操作极为简单,占地面积小。缺点:(1)
7、投资较大;(2)对不能吸收光子的污染物质效果差;(3)较难打开键能大的化学键。(4)UV 光灯管易被污染,降低处理效果。DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.01.073 许 艳:造纸厂废气治理工艺路线选择及应用 267 1.5 吸收法 原理根据溶解能力的不同,利用适当的吸收剂与混合气体接触,除去气体。优点:(1)废气净化不需预处理;(2)流程简单,占地少;(3)可针对性选择化学吸收及物理吸收,吸收效果较好。(4)投资运行费用低;缺点:(1)对溶剂成分选择性大;(2)需对废气处理产生的吸收废水进行处理.2 2 试验方案试验方案 本文以安徽某造纸厂造纸烘干车废气为试验对象,该
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