医药化工区挥发性有机废气及防治研究——兼论RTO技术在挥发性有机废气中的应用-北极星VOCs在线

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摘要：文章首先介绍了VOCs种类和危害,进一步论述了医药化工区挥发性有机废气的来源及特点,最后提出从源头和末端治理两个方面做好医药化工区的挥发性有机废气的防治工作,具有一定的现实指导意义。

挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，简称VOCs),是指沸点小于250℃的化学物质，是常见的大气污染物之一。挥发性有机化合物主要来自制药、石油、化工、皮革以及喷涂等行业所排放出的有机溶剂废气，这些废气中含有脂肪烃、卤代烃、硫烃、有机酸等等。这些挥发性有机化合物如果未经处理直接排放到环境中，既会对人的健康以及动植物的生长产生较大地直接性危害，也会在光氧化反应下，形成二次有机物气溶胶，产生酸雨、霾以及光化学烟雾等等。

来自医药、化工以及喷涂等领域中所产生的各种芳香烃化合物的二次有机溶胶生成潜势会明显要高于非芳烃类化合物，因此，加强对这些领域的挥发性有机废气的治理研究具有积极的现实意义。

1VOCs种类及危害

1.1VOCs种类

VOCs种类众多，按其化学结构，可以分为：烃类(烷烃、烯烃和芳烃)、酮类、酯类、酚类、醛类以及胺类、氰类等等(见表1)。

1.2VOCs危害

我国人为源排放的VOCs总量逐年增加，以建筑涂料行业为例，2013年全国内外墙总用量为208.59万吨，假设全部使用的是水性胶涂料，且又符合国家标准GB18582-2008规定的含量限制，以VOCs≤120g˙L-1计算，全国当年的内外墙涂料排放到大气中就约有18万吨VOCs。VOCs排放，既会对环境产生较大影响，也回对人的健康构成威胁。VOCs会诱发灰霾，导致复合型污染，在大气光化学反应，在阳光下产生光化学烟雾，影响动植物生长。甲苯、二甲苯等有害物质还会污染室内空气。对于人的健康危害主要表现在四个方面：有机硫化物、含氯有机化合物、含氮有机化合物等具有一定程度的恶臭味，几乎所有的VOCs都会对人呼吸道以及肺部等呼吸系统具有较大破坏性;醛类VOCs对人的皮肤和眼睛具有较强的刺激性;使用的杀虫剂、除草剂等醛类、烯、烷烃、苯系物、含氯有机化合物、有机卤化物容易对人的血液、神经系统和肝肾脏造成破坏，严重的会诱发白血病，导致肝、肾功能衰竭;烯、含氯有机化合物以及含氮有机化合物具有较强的“致癌、致畸、致突变”性，苯系物最为突出。

1.3医药化工区挥发性有机废气特点

医药化工区集中了许多医药化工企业，在生产医药时会产生大量的有机溶剂，这些较强的挥发性有机化合物废气在化工园区内释放，一方面对企业周边的居民和生产作业一线的员工健康构成威胁，另一方面，也对周边的环境造成破坏。根据医药化工区的特点，其VOCs来源及特征主要表现在：(1)工艺环节产生的废气。医药化工企业在投料、反应以及回收、离心过滤和烘干等各个生产工序中会产生挥发性有机废气。(2)存储运输过程中产生的废气。医药化工原料通常需要槽车向储罐中输入有机溶剂，属于挥发性的有机溶剂所产生的废气会通过储罐顶部的排气管向外围产生大量废气。而当医药化学药品存储大多为液态，挥发性会让整个储罐充满挥发性有机气体，一旦这些气体在受到储罐外围环境的变化，储罐内的液态原料便会向气态转化，这时，储罐中的原料蒸气便会随着储罐顶部的呼吸阀溢出到周边的大气环境中，从而产生对环境影响较大的有机废气。(3)医药化工区固液堆场废气。医药化工区一般建设有专门的固废、污水收集处理场所集中处理，这时在这些场所的就容易产生浓度较高的VOCs，例如其中的曝气池、污泥浓缩池、调节池等等。这些场所所产生的VOCs具有散发点多，呈现出较多的无组织排放特点。

2医药化工区VOCs防治

医药化工区VOCs具有排放点分散、种类繁多、间歇排放等显著特点，因此，就该领域的废气防治主要是要做好源头和末端防治。

2.1源头防治

鉴于医药化工区生产原料和成品的运输大多采取储罐方式，在防治VOCs挥发性方面，可以在贮罐的表面涂上一层浅色的涂层，安装相应的冷却设备，做好贮罐遮阳，防止因太阳直射导致贮罐自身温差较大变化而引起的呼吸挥发。如果是采用地下贮罐或浮顶罐方式的，应在贮罐安装相应的氮封装置，在原料进出贮罐体时，应选择双管式原料输送方式，减少因密闭不严导致了气体挥发外泄，对于沸点较低的溶剂出料时应在密闭系统中进行，或者通过无泄漏隔膜泵输出，并定期做好设备阀门、节点的密闭性检查，切实从源头上做好防治。

2.2末端治理

VOCs有机废气的末端治理主要分为两部分：首先是做好废气的收集工作，为后期治理打下基础。医药化工区中的废气产生来源差别较大，不同的排放源应采用不同的收集方式，例如，对于排放点位是在非密闭环境下，其排放呈现连续性特点，在收集该类废气则主要在相关设备设置相应的密闭操作间，在废气呼吸口处接入废气管路。而在过滤、离心、洗涤烘干过程中，呈现出无组织排放的间歇性废气来说，收集主要是采用密闭式过滤器，通风柜接废气管路。总之，不论是在物料运输、添加还是溶剂回收、废水处理、固废处理等工艺过程中，都应根据VOCs废气的排放点位以及方式的不同，采取不同的收集模式。

当前，我国医药化工行业VOCs)废气的治理技术主要有吸附法、膜分离法、生物法、燃烧法、等离子体以及光催化法等。这些工艺在医药化工有机废气处理中都有一定的优势和不足，具体详见表2。

(1)RTO治理挥发性有机废气原理。就医药化工区有机废气的处理来说，蓄热式氧化(RTO)焚烧技术在实际应用中效果较好，该工艺的原理是在高温下(800-850℃)，使VOC与O2发生氧化反应，生成二氧化氮和水，且该工艺还可以将燃烧后所产生的热量进行回收再利用，既节能又环保。

(2)RTO技术工艺流程。首先经二级冷凝回收医药化工生产车间部分有机溶剂，然后进行碱喷淋预处理，吸收无机废气和水溶性废气，再进入RTO进行氧化焚烧，经过高温焚烧之后所产生的尾气进行冷却后通过水二级喷淋处理后在高空中排放。

(3)RTO治理挥发性有机废气优势。RTO采用了先进的热交换设计技术和新型陶瓷蓄热材料，该独特设计的高效先进转阀式换热系统保证了燃烧热量的有效回收和连续进出气，保证了净化效果，降低了运行成本。可实现全自动化控制，操作简单，运行稳定，安全可靠性高。蓄热室内温度均匀分级增加，加强了炉内传热，换热效果更佳，炉膛容积小，降低了设备的造价。采用分级燃烧技术，延缓状燃烧下释出热能;炉内升温匀，烧损低，加热效果好，不存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区，抑制了热力型氮氧化物(NOX)的生成，无二次污染。废气进口设置惰性氧化铝瓷球，对蓄热陶瓷起到保护、缓冲、过滤的作用，延长蓄热陶瓷的使用寿命。因此，该技术具有工艺简单，占地面积小，运行费用低等优势。

(4)RTO治理挥发性有机废气存在问题及完善对策。RTO在处理医药化工有机废气中具有良好的应用前景，但在实际操作中也存在一些问题，需要采取合适的方式予以完善。如进口处传感器容易被盐类堵塞，可以通过在传感器取样口处安装过滤器;气动阀门易损耗，可以选择用钛合金材料来替代不锈钢材质;废气焚烧中容易产生二噁英等有毒气体，可以先降低废气中的含卤浓度，提高焚烧温度，使RTO焚烧控制在800℃以上;易导致爆炸事故，可以通过控制废气流速和浓度，这做好设备运行的静电防范工作。

3结语

随着我国医药化工产业的快速发展，治理生产过程中产生的挥发性有机废气对于保护环境，提升居民健康具有积极的现实意义。目前，蓄热式氧化焚烧技术在医药化工挥发性有机废气处理中的应用效果良好，具有很好的推广价值，但也需要在实际应用中做好相关问题的解决，从源头防治和末端治理两个阶段共同做好废气处理工作。

原标题：医药化工区挥发性有机废气及防治研究——兼论RTO技术在挥发性有机废气中的应用

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