新型制丝主机排潮尾气处理技术的研究与应用.docx

新型制丝主机排潮尾气处理技术的研究与应用

苏福彬+张伟+滕明+杜超阳+安浩

摘要：在卷烟生产的制丝线中，干燥和回潮类设备在生产过程中会产生大量的工艺尾气，其中不仅含有颗粒物粉尘，还含有异味成分且含尘气体温度较高、湿度较大。为满足工艺除尘、除异味及环保节能的要求，实现“环保型绿色工厂”的建设目标，文章对制丝主机排潮尾气技术进行了改进，解决了之前尾气处理系统存在的管道堵塞、冷凝沉降等问题。
关键词：卷烟生产；制丝线；主机排潮；排潮设备；排潮尾气；尾气处理系统 ：A
：TS43 ：1009-2374（2016）36-0098-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.36.049
1 概述
在卷烟制丝生产环节中，存在着烟丝的回潮与干燥工序，工序中产生了大量的具有较高温度和湿度的工艺尾气，这部分气体不仅含有一定量的颗粒粉尘，也含有烟草处理时挥发出的氨气、尼古丁等气态挥发性物质（VOCs）。这些含尘的异味气体若直接排入到大气中，将严重污染周围的环境，危害人体健康。为了坚持科学发展观的整体要求，推动烟草行业的清洁生产，防止生态破坏，保护环境，必须对烟丝在回潮和干燥工序过程中产生的含尘异味气体进行处理。我司在I区制丝车间技术改造项目中，需要对全部烘丝机及烘丝机前SIROX、螺旋蒸梗机及梗丝加料机共计8台套烟草生产主机设备生产过程中排出的工艺尾气配置排潮尾气处理系统，为此我司对排潮尾气处理技术进行了细致的探讨和分析，以满足工艺除尘、除异味及环保节能的要求，提升企业的社会责任感。
2 处理方式的选择
目前，新建设的烟厂项目都规划建设了对含有异味成分工艺尾气的处理系统，常用的技术有生物法除异味技术、离子猫除异味技术、低温等离子除异味技术等。其中，生物法采用的是在潮湿环境下培植的微生物以废气中的有机物为能源，通过自身的新陈代谢工程达到氧化分解有机异味物质去除异味的原理；离子猫技术采用的是利用活性炭吸附气体，然后利用加热器多活性炭上的气体进行脱附，最后使用高压电场，利用分子共振处理脱附废气的原理；低温等离子技术是利用脉冲电晕线放电产生的高能电子同废气中气体分子（O2、H2O等）作用而产生丰富的离子和自由基等活性粒子，这些活性粒子与异味污染物分子发生氧化反应生成低毒的无机小分子化合物，从而达到除异味的目的。经过探讨分析，表1内列举了以上技术的投资及运行成本等优缺点。
除了表1中列出的各技术的缺点外，以上技术对含有颗粒物粉尘的尾气必须增加除尘系统，净化后的尾气才能再进行异味成分处理，整个系统能耗非常高。同时，由于尾气含湿量较大、温度较高，即使对排潮管道进行有效的保温处理，管道内也会发生冷凝结露现象，造成尾气内颗粒粉尘的黏附和沉降，从而造成排潮管道易发生堵塞情况，需定期进行清理，增加劳动力输出。对此，对上述异味处理技术进行了改进，但基本都是对控制方式的改进，不能从根本上解决问题。我司经过进一步调研，发现了多应用于除尘环节的节流式气液交换器可具备处理异味的作用，并且对温度和湿度较高的气体也具有很强的适应性。
节流式气液交换器是一种基于节流交换技术的除尘器，是一种以水作为净化介质的湿式处理设备，具有可就近处理、结构紧凑、占地面积小、能耗低、初期投资小、维护保养简单等特点。该设备能高效捕集排潮尾气中的颗粒物粉尘和去除工艺尾气中大部分的异味成分，气体净化效率高，处理后的排潮尾气在颗粒物粉尘和异味成分方面都能达到国家的相关排放标准，并且该系统耗水量小，产生的废水可直接排入烟厂污水处理系统，且对污水处理系统负荷几乎无影响。
3 技术实现
对此，我司研究了一种以节流式气液交换器为核心处理设备的工艺排潮尾气处理系统，其主要由节流式气液交换器、风力平衡装置、引风机、水路系统、进风管道、外排管道和电控系统等构成，系统结构简图如图1所示。
节流式气液交换器工艺尾气处理系统为每一个或若干个相邻同类型工艺尾气排放点单独就地设置工艺尾气处理系统，工艺尾气的温度为70℃～100℃，尾气通过排风管道进入节流式气液交换器，与水进行强烈的热质交换，颗粒物粉尘以及水溶性异味成分被水捕集。在系统达到平衡后，尾气与水进行的是等焓交换，尾气的温度下降，总热量保持不变，一部分显热转化为蒸汽潜热蓄集在尾气中，未被除去的不溶性异味成分以及水蒸汽在节流式气液交换器内凝结，形成冷凝水并与尾气分离后排出系统，处理后的尾气排入排潮井。
由于节流式气液交换器工艺排潮尾气处理系统可单独现场就近布置，减少了系统进风管道的长度和复杂程度，加上良好的保温效果和合理的管道风速设计，理论上大大降低了含颗粒物粉尘的工艺尾气在进风管道冷凝沉降的可能。每套系统在进风口均设计了风力平衡装置，由于生产过程中设备产生的工艺尾气量是变化的，风力平衡装置能够随时调节系统补风量的大小，使系统的总风量在很小的范围内变化，节流式气液交换器可稳定运行，保证生产的正常进行，同时使工艺尾气最终能够达标排放。
另外，我司就改造前存在的问题针对性地采取一些措施，如每套系统进风管道设计了观察清洗窗，可随时观察管道内的情况，以及特殊情况下出现管道堵塞时，可利用观察清洗窗及时对管道进行冲洗清理，冲洗水借用管道倾斜角度进入节流式气液交换器排放。
4 应用效果
在I区制丝线技术改造项目完成后的生产线正常生产时，对6000线叶丝烘丝机工艺排潮尾气处理系统入口和出口的工艺尾气颗粒物粉尘含量和异味成分含量进行了检测，检测结果如表2、表3所示。
由表2、表3可知，系统入口和出口的标杆风量不同，是由于设置在系统入口的风力平衡装置补进了一部分新风。在正常的生产过程中，卷烟厂主机设备产生的工艺尾气通过节流式气液交换器工艺尾气处理系统，尾气中颗粒物粉尘去除率在97以上，出口平均浓度在10mg/m3以下，臭气浓度等异味成分的综合去除率在80%以上，处理效果良好，处理后的工艺尾气符合《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）和《恶臭污染物排放标准》（GB 14554-93）中的相关排放标准。另外，正常生产几个月后，通过管道上的观察清洗窗观察，进风管道中并没有出现含尘气体冷凝沉降的现象，实现了主机设备的长期稳定运行，可见就地摆放达到了预期的设计目标。
5 结语
以节流式气液交换器为核心处理设备的工艺排潮尾气处理系统对卷烟厂制丝线主机设备工艺排潮尾气处理效果良好，处理后能够符合国家标准达标排放。而且该系统能耗低、前期的投资小、占地面积小，后期维护保养简单、使用成本低，也解决了工艺尾气长距离输送在管道中冷凝沉降、堵塞管道影响主机设备的正常运行的问题，可进一步在行业内推广应用。
参考文献
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[3] 王燕庆.卷烟厂异味处理控制方式的优化改进[J].烟 草科技，2012，（6）.
[4] 中华人民共和国国家标准：大气污染物综合排放标准 （GB 16297-1996）[S].
[5] 中华人民共和国国家标准：恶臭污染物排放标准（GB 14554-93）[S].

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