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在上述技术原理基础上,设计并装配多段式臭氧光催化设 备(专利号:201621041216_3)用于制药企业有机废气治理。
2多段式臭氧光催化技术在某制药企业废气 治理中的应用
2.1某制药企业生产情况及其废气排放特征
某制药企业排放有机废气量为l0000 m3/d,其中主要有毗 啶、正丁酸酐、乙醚、二氯甲烷等组分,其中尤以吡啶、正丁 酸酐等物质质量占比大,伴随有恶臭气味,难以处理。该企业 采用骤时投料(8:00-9:00).连续生产(8:00~l6:00)的方式运营。 在线监测仪采集数据表明,在投料阶段,因容器敞开、投料和 关闭等过程有机物逸出,废气中非甲烷总烃浓度(non—methane hydrocarbons,NMHC)'维持在100—300 mg/m3 (采集间隔时间5 min);其余生产时间段内NMHC浓度维持在10 mg/m3以下:非 工作时间段在线监测设备不开机。采集连续3天内废气浓度如 图2所示,受在线监测系统采集周期限制,该企业排放NMHC 浓度呈现“尖峰”特征,大概出现在8:30前后,持续时间较短, 而后浓度急速下降.并最终在当天生产设备停机(16:00)时保持 在1-3.0mg/m3 。
2.2设计及实施处理工艺流程简介
考虑到制药厂生产车间废气间歇性排放、浓度时间变异系 数人,每 产投料时间段内(8:00~9:001表现出骤时高浓度 (1()0~300mgtm ),其他生产时段浓度较低(<10mg/m3 ),采用前 端活性炭床作吸附均化处理,后端多段式臭氧光催化对V0Cs 及恶臭味高效氧化去除的组合处理工艺。在投料时段高浓度废 气进入处理 系统,其中大部分VOCs被吸附截留在炭床中,后 端多段式臭氰光催化氧化去除剩余未被截留污染物使其达标排放:其他时段低浓度废气进入处理系统后持续吹脱炭床中VOCs 使其进入后端多段式臭氧光催化单元,经紫外光解、臭氧氧化 秆J自由基氧化等多段氧化过程被彻底氧化去除。在废气处理后 的排气口发装 线浓度分析仪,通过监测排气口的实时浓度反 馈控制紫外光强度、臭氧供给量,确保整个系统持续高效稳定运行。
2.3处理效率
有机废气处理效率与其排放特征变化相符合。随着生产投 料的进行,废气浓度出现高值,此时设备处理效率也随之上升, 处埋效率存70%~80%:之后随着投料结束,排气浓度很低, 处理效率逐渐下降并稳定在20%~3O%,可能是当浓度很低时, VOCs分很少,其与O3 碰撞几率大为减少,氧自由基轰击 VOCs分子化学键与氧自由基自我碰撞结合成氧气,二者中后者更为容易。另一方面当v0cs浓度很低时,臭氧氧化的速 率变慢。在同样停留时间下,VOCs分子来不及被氧化就已通 过反应器进入排气简了。高浓度峰值越高,去除率下降的趋势 放缓,可能是高浓度v0Cs进入时,大部分vOCs被吸附在活 性炭床上,VOCs浓度峰值越高时,吸附在活性炭床的VOCs 越多,后续吹脱所需时间更长,进入多段式臭氧光催化单元的高浓度废气持续时间更长,故去除率下降放缓。
2.4运行费用和经济性
多段式臭氧光催化装置处理有机废气的运行费用主要来自风机、臭氧发生器、紫外灯电耗.臭氧催化剂费用等。企业年 操作时数按2000 h计,多段式臭氧光催化装置年运行费用为9.3 万元。
1)将催化剂的消耗折算成电耗计。
与单独使用活性炭吸附处理,或低温等离子体法处理相比, 采用多段式臭氧光催化技术,效率高,运行费用最低。
3结语
针对废气间歇性排放、浓度时间变异系数大且存征恶臭气 味的制药企业废气,先用活性炭床对其vOCs进行吸附均化, 之后再用多段式臭氧光催化技术强化氧化分解去除,能保证制 药企业VOcs及恶具稳定达标。实际运行时,根据处理前后 VOCs浓度反馈调节臭氧发生量、紫外灯歼启数量,极大降低 运行能耗,提升处理效率。本案例运行数据表明多段式臭氧光 催化技术在化学制药企业有机废气治理过程中取得了成功,可 在类似排气特性的制药企业中进行推广。
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