摘要：结合某三嗪类除草剂生产企业废气污染整改经验,总结了其废气污染特点,通过淘汰敞口结晶槽,改用密闭的多功能刮料器作为结晶设备,有效控制了结晶过程异丙醇、甲硫醇等有机废气无组织排放,高浓度工艺废气经水吸收、除尘预处理后经“水吸收＋蓄热式焚烧炉＋碱吸收”处理后达标排放,低浓度无组织废气经水吸收预处理后作为助燃气接入燃煤锅炉进行处理。工程实际运行效果良好,改造后企业废气扰民投诉明显降低。
化工行业是江苏的支柱性行业，2015年江苏化学工业主营业务收入占全国产业总量15.37%，居全国各省市第二位。根据《十三五规划全国分行业VOC排放基数-江苏》，江苏省工业源VOCs排放量为108.07万吨，占总排放量的46.81%，其中化学工业(除石化外)VOCs排放量23.20万吨，占工业源排放量的21.47%，成为我省目前VOCs的重要源头之一。化工生产中排放的气体污染物主要来源于化学反应时加入的过量气体原料及副反应产生的废气、由于生产工艺技术及设备因跑、冒等产生的废气、在过滤、蒸馏等单元操作中低沸点、易挥发溶剂蒸汽尾气以及处理废水、废渣时产生的气体污染物等。这些物质很容易在大气中扩散，对动植物和人体有极大的危害性。随着化工行业的不断发展，各地因化工企业在生产中排放废气而引起的环境污染问题和扰民现象日益突出，对区域环境空气质量以及社会和谐产生了一定的影响。因此，化工生产企业如何有效控制废气污染是亟待解决的问题。
某化工企业主要生产三嗪类除草剂，废气污染因子主要有异丙醇、甲硫醇等有机物或恶臭污染物。整改前企业对车间内反应釜、冷凝器、真空泵等设施设置了废气收集管线和多套废气处理装置，主要治理手段有冷凝、水吸收、碱液吸收、次氯酸钠吸收等，但废气收集系统设计存在缺陷，现有净化工艺对VOCs净化效果较差。此外，配料间、结晶房、破碎间等区域废气无组织排放严重，对周边大气环境质量易产生明显不良影响。
笔者受业主委托对其废气收集处理系统进行改造，经过一年多的运行实践，该企业的异味扰民现象得到了有效控制。
1废气产污环节分析
该企业采用甲硫醇钠法生产莠灭净、扑草净和特丁净，生产过程使用异丙醇做溶剂，主要生产工序包括合成、分水、蒸馏脱溶、降温结晶、粉碎和成品包装，主要废气产污环节和排放特点如表1所示。结晶工序采用敞口结晶槽通过强制风冷降温冷却，结晶槽进料、风冷降温以及破碎挖料过程粉尘、异丙醇无组织排放严重。
2废气治理现状及存在问题
企业现有2个生产车间，1#车间生产扑草净、特丁净，2#车间生产莠灭净。三种产品为同一个工艺，相同的生产设备，仅是个别原料种类、投料比改变。三条生产线的废气收集处理现状基本一致，如表2所示(以2#车间为例)。
1#、2#车间废气收集处理存在的问题如下：1)厢式水冲泵易老化、变形，导致废水、废气易出现跑冒滴漏。2)车间污水池由于每星期需挖料一到两次，现场密闭效果较差，分层废水排放时异味明显，无组织排放严重。3)对结晶放料槽，企业采用房间密闭+四周环形引风，车间换风量大且现有PP风机风压较小，难以形成足够的负压，影响了收集效率。现场调查发现放料时废气污染严重，VOCs浓度超过5000ppm。4)结晶物料需粉碎装袋，企业采用“布袋+水膜除尘”工艺净化处理，现场调查发现企业除尘器中布袋破损，导致有物料进入后级水洗塔中，加大了物料损耗。5)车间废气收集处理系统经过多次改造，虽然设置了多套水吸收[4]、次钠吸收装置，但是缺少系统规划，废气捕集效率较差，且现有净化工艺无法有效控制甲硫醇等恶臭污染物对周边区域大气环境质量的不良影响。
3废气改造措施
3.1生产设备改造
3.1.1结晶槽改造
结晶房进料、冷却、结晶、挖料过程产生大量含异丙醇、甲硫醇的无组织废气。现有生产工艺较为落后，敞开式结晶槽废气难以有效收集。为从源头控制结晶房废气无组织排放，必须采用连续化、自动化、密闭化生产工艺替代间歇式、敞开式生产工艺，减少物料与外界接触频率。经过多次试验，企业最终淘汰了沿用已久的敞开式结晶槽，改用密闭的多功能刮料器作为结晶设备，提升了生产自动化水平，同时极大改善了车间环境。现场检测表明，改造后结晶房TVOC浓度小于20ppm。
多功能刮料器(如图1所示)由一个圆形筒体在顶部焊接封头和一个平坦底座构成，刮料器在封头上安装上填料密封和带有刮铲的搅拌器。其主要工艺流程如下：1)进料、结晶;2)风机启动，使冷空气进入筒体内，冷却物料;3)启动减速机，搅拌器转动，粉碎物料;4)出料过程，在出料前，打开排气阀卸除机内压力，然后旋出出料阀的顶杠，打开出料阀口，改变旋转方向为逆时针方向旋转，逐渐降低搅拌轴，物料将被缓慢刮下并且自动出料。
3.1.2厢式水冲泵改造
现场厢式水冲泵结构形式落后，易产生废水废气无组织排放。对此企业优先采用屏蔽泵、隔膜泵、磁力泵等物料泵替换现有水冲泵输送有机物料。如因工艺需要采用水喷射真空泵，则改用塔式水真空泵，循环液配备冷却系统，真空尾气先接入两级水吸收预处理，再接入废气总管，最终经焚烧处置后排放。
3.2废气收集处理系统改造
在配料釜排气口增加脉冲布袋除尘器收集投料粉尘，反吹的粉尘直接回用至配料釜，除尘器出口废气中含有大量异丙醇，先接入两级水吸收进行预处理，再接入高浓度废气焚烧系统，经“一级水吸收+蓄热式焚烧炉(RTO)+一级碱吸收”处理后排放。
将合成釜、蒸水釜、脱溶釜废气收集后先接入两级水吸收，再接入高浓度废气焚烧系统。
破碎机进、出料过程粉尘无组织排放严重，现场风机安装位置不当，且采用水吸收净化工艺不利于回收物料，同时产生大量废水二次污染。对此改造方案将进、出料废气收集后先接入单机除尘器，再接入高浓度废气焚烧系统。工艺流程如图2所示。
拆除多余的填料塔和风机，更换老旧风机，优先选用玻璃钢防腐风机，同时对风机增加变频控制系统，进一步提高废气收集效果。
配料间、破碎间废气流量大，污染物浓度低，直接采用RTO炉高温焚烧处理运行成本较高。为此，造方案将上述无组织废气先接入水吸收预处理，再作为助燃气接入燃煤锅炉经高温焚烧处理后排放。工艺流程如图3所示。
车间污水池挖料过程易产生甲硫醇等恶臭污染物无组织排放，改造方案对挖料区域进行局部封闭，将挖料尾气收集后与破碎间、配料间的无组织废气合并接入燃煤锅炉。
4运行效果分析
对于反应釜、冷凝器出口的高浓度有机废气，改造方案先进行水吸收或除尘预处理，再接入RTO炉，把异丙醇、甲硫醇等有机废气加热到750～850℃，使废气中的有机物在氧化室氧化分解成CO2、SO2和H2O，最后经一级碱吸收脱硫后排放。该工艺对异丙醇、甲硫醇等VOCs的净化效率持久稳定。焚烧系统出口(排气筒高度25m)的检测结果如表3所示，结果表明经焚烧处理后，各类废气排放浓度、排放速率均达标排放。系统设计风量12000m3/h，总投资约182万元，投运后运行费用合计为5182元/天，其中天然气费1200元/天，电费1152元/天，药品费2830元/天。
配料间、破碎间等的空间换风有一定异味，换风废气流量大，其中异丙醇等有机物浓度远低于爆炸极限的下限，改造方案采用水吸收进行预处理，再作为补风接入现有燃煤锅炉经1000℃左右高温焚烧后排放。锅炉排气筒(高度25m)检测结果如表4所示，结果表明利用燃煤锅炉处理低浓度有机废气可有效控制异味污染。系统设计风量26000m3/h，总投资约35万元，运行费为768元/天，主要为电费。
5结论
1)对于扑草净、特丁净、莠灭净等三嗪类除草剂生产过程中产生的高浓度工艺废气，经水吸收或除尘预处理后，采用“水吸收+RTO炉+碱吸收”净化工艺是技术可行、经济合理的选择。现场运行数据表明：净化装置出口臭气浓度、非甲烷总烃均达标排放，对类似产品废气治理具有参考价值。
2)配料间、破碎间等局部区域换风废气有具有风量大、浓度低的特点，经水吸收预处理后可作为助燃气接入燃煤锅炉进行焚烧处理，燃煤锅炉无需改造，助燃风机和排风机也能满足要求，几乎不影响燃煤锅炉的运行。
3)对于敞口结晶过程产生的VOCs，通过改用密闭的多功能刮料器可从源头有效控制异丙醇等无组织排放。
原标题：三嗪类除草剂生产废气治理实例分析
