制藥廠揮發性有機廢氣的處理方法

 

為了減少環保部門揮發性有機化合物的排放，使藥廠有機廢氣的排放符合要求，作者分析了藥廠有機廢氣的產生原因和理化性質，提出了有機廢氣的處理原則，采用吸附、吸收、洗滌和冷凝技術處理有機廢氣，提高了有機廢氣的防治水平。

 

1揮發性有機化合物的定義和危害狀況

 

VOCs是指在一定條件下揮發性有機化合物的總稱。揮發性有機化合物主要包括非甲烷總烴、含氧化合物、鹵代烴、含氮化合物、含硫化合物等。作為制造業******，中***每年排放的VOCs超過2000萬噸，其***排放量高于二氧化硫、氮氧化物和粉塵。因此，控制揮發性有機化合物向***氣環境的排放非常重要。

 

隨著生活水平的提高，人們對生活環境的要求越來越高。為此，我***先后出臺了揮發性有機化合物控制的相關政策法規，如《揮發性有機化合物污染防治“十三五”規劃》和《***氣污染防治行動計劃》等?；ず歪t藥行業作為重點環保監管行業，必須提高揮發性有機化合物的防治水平。

 

2揮發性有機化合物治理方法

 

醫藥化工行業在有機合成反應、離心精制、有機儲罐無組織揮發的工況下，會產生有機揮發性廢氣。比如***宗藥品項目，有機物運輸，反應釜尾氣，儲罐放空。

 

2.1揮發性有機化合物的傳統治理方法

 

揮發性有機化合物不僅來源廣泛，而且成分復雜。常見的揮發性有機化合物包括烴類、醇類、醚類等。即使是同樣的物質，由于風量和濃度不同，所需的技術路線也不同。因此，沒有任何技術可以解決所有的揮發性有機化合物問題。目前，揮發性有機化合物的處理方法有幾十種，其原理主要包括回收有價值溶劑的回收技術和分解揮發性有機化合物分子的破壞技術，在實際應用中采用了更多的組合技術。例如，采用濃縮和燃燒相結合的技術處理低濃度、***流量的有機廢氣，降低了設備投資成本。

 

2.2揮發性有機化合物的新治理方法

 

采用催化燃燒和再生燃燒相結合的技術，可以用較少的能耗完全處理揮發性有機化合物。根據揮發性有機化合物的溶解度、沸點等理化性質，選擇合適的吸附方法。比如溶劑回收選擇變溫吸附或變壓吸附，就要根據企業的生產情況選擇相應的吸附方式。本文主要介紹以下兩種方法。

 

1)回收方法主要有活性炭吸附、變壓吸附、冷凝和膜分離技術。目前，有機揮發性物質主要通過溫度、壓力、選擇性吸附劑、選擇性飽和膜等物理方法進行吸附。

 

2)去除方法包括熱氧化、催化消光、生物氧化和集成技術。它主要通過化學反應或生化反應，如熱、催化劑或微生物，將有害的有機物質轉化為無害的CO2和H2O。

 

3 4種典型的揮發性有機化合物處理技術

 

3.1吸附技術

 

吸附技術是指吸附劑通過物理結合或化學反應吸附有害物質，從而達到凈化廢氣的目的。該技術在有機廢氣濃度較低時效果較***，但不適合直接處理高濃度有機廢氣。經冷凝處理后，可用于凈化廢氣。在吸附過程中，吸附劑、設備、工藝和再生是關鍵控制點。目前，揮發性有機化合物凈化常用的吸附劑有兩種:無機吸附劑和有機吸附劑。吸附劑應具有比表面積***、選擇性***、重現性強、熱穩定性和化學穩定性***、吸附容量***等***點。目前，市場上有多種吸附劑，如活性炭、分子篩沸石等。

 

吸附法可以徹底凈化有機廢氣。不使用深冷和高壓手段，即可達到回收有機成分的目的，設備和操作簡單，自動化程度高，不會造成二次污染。

 

活性炭吸附法的***點適用于處理各種低濃度污染物。在實際應用中，活性炭的***點是:價格低、能耗低、經濟、耐酸堿、耐熱、化學穩定性高。而且活性炭的操作使用起來非常簡單，只需與空氣接觸就能發揮作用。但是活性炭也有一些缺點，比如吸附容量小，使用過程中容易飽和；吸附劑消耗比較***，吸附能力不強。使用一段時間后，吸附量會減少，甚至失去吸附能力。此外，在吸附過程中存在吸附***異性的問題。對于混合氣體，吸附作用會減弱，存在被吸附物質的分子直徑與活性炭孔徑不匹配導致的脫附現象。

 

3.2吸收技術

 

這種吸收技術的原理是使有機廢氣與吸收劑充分接觸，從而吸收廢氣中的有害物質，完成廢氣的凈化處理，主要通過物理吸收或化學反應來完成。有害物質吸附完成后，吸附劑中的有害物質通過解吸去除，吸附劑可以清洗后循環使用。常用的吸附劑有酸性溶液和清水。

 

吸收工藝的***點是整個系統為封閉循環，除蒸汽冷凝液外無廢水廢液排放，可綜合回收利用?？刂葡到y采用先進的控制理念，在正常平穩運行的同時減少人工操作，真正實現無人值守和自動化操作，在回收效率、可操作性和低能耗方面達到***內先進水平。

 

3.3洗滌技術

 

這項技術意味著有機廢氣被泵入帶有噴淋系統的洗滌塔。氣體通過填充床后，能與洗滌液均勻充分接觸。根據廢氣中有害物質的物理化學性質，通過物理吸附或化學反應去除污染物，從而凈化有機廢氣。此外，洗滌塔還具有冷卻、除塵和除油的功能。

 

清水、植物液、硫酸溶液、氫氧化鈉溶液和次氯酸鈉溶液是洗滌方法中常用的洗滌劑，其中清水洗滌和植物液洗滌主要利用污染物在兩種溶液中的溶解度，植物液中的一些基團也參與有機物的化學反應。用硫酸溶液、氫氧化鈉和次氯酸鈉洗滌有機廢氣是通過化學反應完成的，利用了有害有機物的化學性質。洗滌法的***點是反應迅速，洗滌劑與有害氣體的接觸時間相對較短，一般不超過12s；此外，洗滌法適用性強，可與其他處理方法結合使用，對有機廢氣的預處理非常有效。

 

洗滌設備一般采用立式結構，具有以下***點:一是占用空間少；二是操作簡單，每隔一段時間需要更換一次洗滌液；***三，使用過程中的工藝流程靈活。比如用于處理不同氣體，只需要更換相應的洗滌液；***四，建設成本低。

 

3.4冷凝技術

 

氣態污染物在不同的溫度和壓力下有不同的飽和度。冷凝過程就是基于這一原理，通過降低氣態污染物的溫度和增加其壓力來完成有機物的冷凝，***終達到凈化回收的目的。對于那些低流量、高濃度的廢氣，主要采用冷凝技術進行凈化，該技術在處理沸點***于36.85℃、體積分數***于0.005%的廢氣時***別有效。但是對于一些沸點較低的廢氣，冷凝時需要較高的壓力和較低的溫度，而達到這一條件無疑會花費很多。廢氣處理中冷凝過程的效率受溫度和壓力的限制，因此處理效率相對較低。因此，在實際應用中主要用于廢氣預處理和前級凈化。處理后的氣體需要進一步處理后才能排放，回收的溶劑不能直接使用，需要進一步處理。

 

綜上所述，藥廠產生的有機廢氣應從源頭、中間、末端進行綜合治理，并根據實際工況選擇合適的處理技術。***先要從源頭和過程控制(即對泵、壓縮機、閥門、法蘭等容易泄漏的設備和管道部件)進行定期檢查，發現問題要及時處理，減少甚至杜***跑、冒、滴、漏的發生；在藥品生產過程中，通過使用封閉集成的技術和設備，減少有機廢氣的泄漏，對廢氣進行收集、分類和處理；有機溶劑罐區在進料和儲存過程中排放的揮發性有機化合物可被收集并輸送至回收設備。

 

然后是廢氣的末端處理和綜合利用。當末端廢氣中污染物的質量濃度較低時，可回收的廢氣可以回收，經吸附處理后排放；對于沒有回收價值的廢氣，可以通過濃縮燃燒技術、等離子體技術或紫外高級氧化技術等多種技術進行凈化，然后達標排放；對于中等質量濃度的有機廢氣，可以通過吸附回收有機溶劑，然后通過催化燃燒或熱焚燒對廢氣進行凈化，也可以利用凈化過程中產生的熱量。對于高濃度的VOCs廢氣，可以通過冷凝、吸附等技術回收有機溶劑，然后結合其他技術對廢氣進行凈化。