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    1. 多級臭氧光催化技術在制藥企業有機廢氣處理中的應用

      來源:南京工業廢氣處理有限公司 發布時間:2019-01-05 點擊次數:
      摘要:闡述了制藥工業中揮發性有機物的壓力和臭味治理,介紹了多級臭氧的工作原理,并通過實例驗證了該技術在制藥企業揮發性有機物廢氣和臭味治理中的可行性。通過將臭氧多級光催化技術應用于制藥企業,對其工藝流程、處理效率、運行成本等指標進行了探討,并對其進行了深入的分析和總結,以期為制藥企業最終解決VOCS廢氣和臭氣問題提供指導。锿。
          
           大量揮發性有機溶劑和生物制劑不可避免地被用于制藥工業的各個生產環節,導致大量揮發性有機化合物(VOCs)污染。國家統計局2010年的數據表明,制藥工業中VOCs的排放量高達l60.3 billio。N立方米,約占全國人為排放量的3%,甚至更多,嚴重制約了工業的發展,醫藥工業排放的揮發性有機物組成復雜,包括烷烴、烯烴、芳香烴以及各種含氧烴、鹵代烴、硝酸鹽等。含烴、含硫烴、低沸點多環芳烴,不僅具有毒性和三致(致癌、致畸、致突變)作用,而且在一定條件下能與NO或大氣自由基發生反應,二次有機氣溶膠的形成會對環境造成破壞。大氣和生態環境。此外,這些VQoC對人類嗅覺有不同程度的惡臭刺激,并對人類呼吸系統、循環系統、消化系統、內分泌系統和神經系統造成損害。如果處理不當,很可能發生嚴重的擾民和環境災害。
          
           近年來,一些技術在制造業中得到了應用,例如冷凝、吸附、燃燒、吸收和生物技術等都存在一些局限性。例如,活性炭吸附法在VOCs濃度持續較高的條件下,容易吸附飽和,導致效率顯著降低,材料再生困難,后處理復雜,化學吸附法具有用量大、耗電量大、能耗高等優點。運行維護費用高,生物法主要適用于脫除受外部運行條件影響較大、工藝穩定性差的硫化氫基廢氣,熱焚燒或催化燃燒存在預處理和后處理復雜、能耗高、能耗高的問題。一次性投入成本,針對間歇排放、瞬時濃度高、廢氣中有異味等問題,很難應用上述方法,本案例研究了某制藥企業VOCS排放監測,開發了多級臭氧光催化技術,以強化氧化處理,取得了良好的處理效果。本文還對VOCS的工藝流程、處理效率和運行成本進行了分析和總結,通過對該案例的成功應用和深入探討,以期對同類企業的進一步推廣,為我國制藥行業VOCS治理和削減提供指導。
          
           多級臭氧光催化技術主要有三個階段的強化氧化:第一階段是紫外線光解,其中短波長高能紫外線(深紫外)直接作用于揮發性有機化合物和光化學解離反應。同時,空氣的紫外線光解產生少量臭氧分子,在隨后的氧化階段繼續降解有機化合物。
          
           第二階段是臭氧氧化階段,在紫外線照射下,臭氧和光解前階段的臭氧分子形成氧自由基和VOC接觸反應。同時,臭氧和紫外線輻射協同作用,提高了凈化效果。
          
           第三階段是臭氧催化氧化。第一階段,在催化劑作用下分解殘余臭氧,產生氧自由基和羥基自由基,進一步氧化分解剩余的VOC,提高去除效率,消除殘余臭氧,避免過量臭氧排入大氣,造成其他污染。
          
           根據上述技術原理,設計并組裝了一種多級臭氧光催化裝置(專利號201621041216-3),用于制藥企業有機廢氣的處理。
          
           制藥企業排放的有機廢氣量為10萬立方米/天,主要成分為吡啶、正丁酐、醚和二氯甲烷。吡啶、正丁酐等物質的質量占很大比例,且有異味,難以處理,企業采用突然進料(8:00-9:00)和連續生產(8:00-l6:00)的方式運行,在線監測儀采集的數據表明,在進料階段,該產品的質量較低。由于在容器打開、進料和關閉過程中有機物逸出,廢氣中非甲烷碳氫化合物(NMHC)的濃度保持在10300 mg/m3(5分鐘收集間隔),在剩余的生產期間,NMHC的濃度保持在10 mg/m3以下:在線監測設備在非工作期間沒有運行。連續3天,廢氣濃度如圖2所示。由于在線監測系統采集周期的限制,企業排放的非甲烷總烴濃度呈現出峰值特征,出現在8:30左右,持續時間短,然后迅速下降。最后,當生產設備在當天16:00停機時,濃度保持在1-3.0毫克/立方米。
          
           考慮到制藥廠車間廢氣的間歇性排放和濃度、時間的變化系數,各投料期(8:00-9:001)的v0cs和臭氣濃度較高(1()0~300mgtm),其他生產期的v0cs和臭氣濃度較低(10 mg/m3)。采用前端活性炭床作為吸附均化處理,后端多級臭氧光催化與高效氧化去除v0cs和臭氣相結合,技術上,高濃度廢氣在投料過程中進入處理系統,大部分在投料過程中被吸附截留。E炭床,剩余的未截留污染物通過后端臭氰化物的多級光催化氧化去除,達到排放標準。在其它階段,低濃度廢氣進入處理系統,通過紫外光解和臭氧氧連續排放碳床中的VOC,使其進入后端多級臭氧光觸媒單元,STEM J自由基氧化等氧化過程被徹底氧化和去除,對碳床中的VOC進行了處理。在廢氣處理后的排氣口安裝了濃度分析儀,通過監測排氣口的實時濃度反饋來控制紫外線強度和臭氧供應,保證整個系統的連續、高效和穩定運行。
          
           有機廢氣的處理效率與其排放特性的變化相一致,隨著生產投料過程的進行,廢氣濃度較高,設備的處理效率也相應提高。埋藏效率70%-80%。然后,隨著進料結束,排氣濃度很低,處理效率逐漸降低,穩定在20%-3o%。也許當濃度很低時,VOCs含量很低,與O_3的碰撞概率大大降低,氧自由基轟擊VOCs分子化學鍵,后者與氧自由基自碰撞更容易形成氧,另一方面,當V0cs濃度很低時,O_3的碰撞率也很低。分帶變慢,同時VOCS分子可以在氧化前通過反應器進入排氣,高濃度峰值越高,去除率下降趨勢越慢。這可能是因為當高濃度的V0C進入時,大部分VOC被吸附在活性炭床上。VOC峰值越高,吸附在活性炭床上的VOC越多,后續吹掃時間越長,高濃度廢氣進入多級臭氧光催化裝置的時間越長,去除率下降越慢。
          
           用于處理有機廢氣的多級臭氧光催化裝置的運行費用主要來自風機、臭氧發生器、紫外線燈耗電量、臭氧催化劑等費用,企業年運行小時數按2000小時計算,多級臭氧光催化裝置的年運行費用按CE是9.3萬元。
          
           與活性炭單獨吸附或低溫等離子體處理相比,多級臭氧光催化具有效率高、運行成本低的優點。
          
           針對制藥企業廢氣的間歇性排放、濃度和時間變化系數大、臭味大的特點,采用活性炭床吸附和均化VOC,然后采用多級臭氧光催化技術強化氧化分解脫除,提高了工藝效率。CH能保證制藥企業揮發性有機物和氣味穩定達標,在實際操作中,根據處理前后的揮發性有機物濃度反饋,可調節臭氧生成量和紫外線燈滅弧次數,大大降低能耗,提高處理效率。本案例的運行數據表明,多級臭氧光催化技術在化學制藥企業有機廢氣治理方面取得了成功,在具有類似廢氣排放特性的制藥企業可以得到推廣。
          
          

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