医药化工行业溶剂废气已成为废气治理领域的重点和难点.doc

医药化工行业产生的溶剂废气污染大, 治理难, 易引发环境纠纷, 已经成为废气治理领域的重点和难点。经过多年来持续不断的环境污染整治, 医药化工行业产生的酸性废气已得到有效控制, 但溶剂废气一直得不到很好的解决。由于溶剂废气排放量大, 其主要污染物如苯类、酮类、醚类、卤代烃类等多为有毒有害且具恶臭性质的气体, 进入自然环境后对人体健康和生态环境危害较大 , 由此引发的污染纠纷时有发生。溶剂废气的产生医药化工行业生产过程中溶剂消耗量大, 基本上为低沸点的挥发性有机物(VOCs), 其中相当一部分将以废气形式排放, 产生大量的溶剂废气。据调查, 溶剂废气占医药化工废气排放总量的95%(质量分数)以上。溶剂废气有数十种之多, 如甲醇、二氯甲烷、溶剂油、甲苯、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、四氢呋喃等, 按类别划分有醇类、卤代烃类、苯类、醚类、酮类、脂类、有机胺类等, 按水中溶解度可分为水溶性和非水溶性溶剂废气, 水溶性的有醇类、有机胺类等, 非水溶性的有卤代烃类、苯类等。溶剂废气产生于整个生产过程中。其中点源排放指从封闭空间排出废气, 如反应釜、储罐等;面源排放指敞开空间散发的废气, 如污水处理站、车间“跑冒滴漏”等。（医药化工行业的溶剂废气产生特点）溶剂废气产生量取决于溶剂的性质(如沸点等)、外界的条件(如温度、压力等)、生产工艺水平、管理水平、装备水平等因素。一般来说, 沸点越低、溶剂越易挥发, 废气排放量越大;生产工艺水平、管理水平、装备水平越高, 废气排放量越小。排放特点溶 剂废气排放特点主要跟医药化工生产工艺特点有关, 具体表现在(1)排放点多, 排放量大, 无组织排放严重。医药化工产品得率低, 溶剂消耗大, 几乎每台生产设备都是溶剂废气排放点, 每个企业都有数十个、甚至上百个溶剂废气排放点, 且溶剂废气大多低空无组织排放, 厂界溶剂废气浓度较高。(2)间歇性排放多。反应过程基本上为间歇反应, 溶剂废气也呈间歇性排放。(3)排放不稳定。溶剂废气成分复杂, 污染物种类和浓度变化大, 同一套装置在不同时期可能排放不同性质的污染物。(4)溶剂废气影响范围广。溶剂废气中的VOCs大多具有恶臭性质, 嗅域值低, 易扩散, 影响范围广。(5)“跑冒滴漏”等事故排放多。由于生产过程中易燃、易爆物质多, 反应过程激烈, 生产事故风险大, 加上生产装备水平和工艺技术水平较低及管理不善, 造成“跑冒滴漏”等事故排放多。溶剂废气治理现状经过多年的环保整治行动, 医药化工行业产生的溶剂废气的污染防治工作取得了明显成效。一些产品附加值低、污染严重、生产方式落后且治理无望的医药化工企业被关停。医药化工企业周边 环境空气质量有所改善, 恶臭天数明显下降。溶剂废气从末端治理过渡到源头控制与末端治理相结合的全过程控制, 污染控制排放指标从HCl 、HBr 等无机污染物指标扩展到有机污染物、恶臭等所有指标, 溶剂废气治理取得了一定经验。(1)源头控制初见成效。绝大部分医药化工企业已建立清洁生产审核制度, 并投入大量的资金进行清洁生产改造, 冷凝法回收溶剂得到普遍应用, 废溶剂大多得到再生利用。清洁生产实施后, 一些企业的溶剂消耗削减量可达50%。(2) 已探索出一条较成熟的溶剂废气治理技术路线。先从源头预防入手减少溶剂废气的产生, 尽可能将面源排放改造成点源排放, 并开展点源治理回收有机溶剂;然后将点源治理的尾气和其他无组织溶剂废气通过引风系统集中收集, 使得车间环境、厂界无组织监控浓度分别满足劳动卫生和环保要求;最后采取末端治理和高空稀释排放相结合的方式, 控制溶剂废气对周边环境影响。(3) 涌现一些新型实用的溶剂废气治理技术。代表性的治理技术有白油吸收法和碳纤维吸附法。白油吸收法适用于非水溶性溶剂废气处理, 经济净化效率在60%80%, 但回收的溶剂品质易受白油影响, 因此该方法一般只用作末端治理。碳纤维吸附法适用于几乎所有溶剂废气处理, 经济净化效率在70%90%, 采用碳纤维作吸附剂时, 有水蒸气和热风2 种解析形式, 回收的溶剂品质高, 但投资、运行成本较高, 一般用于回收溶剂的场合。(4)水溶性溶剂废气得到有效控制。多数医药化工企业已建立适合二甲基甲酰胺(DMF)、甲醇、乙醇等水溶性溶剂 废气处理的环保设施, 运行情况良好, 水溶性溶剂废气处理效率在90%以上。其中点源废气采用两级冷凝+水吸收法进行处理, 尾气和无组织废气则采用碱液+水两级喷淋吸收处理,处理后的溶剂废气即可达标排放, 处理过程中产生的废水进入污水处理系统。溶剂废气治理存在的问题尽管溶剂废气治理取得了一定成效, 但仍存在许多问题, 尤其是非水溶性溶剂废气污染问题并未得到根本解决。(1)清洁生产总体水平较低。我国医药化工行业准入门槛较低, 与国外同类企业相比, 我国医药化工企业规模普遍偏小, 技术、资金实力单薄, 创新能力不强, 一些清洁生产措施执行不到位, 在生产管理、工艺技术水平、生产装备水平等方面存在较大差距。(2)缺少经济、有效的非水溶性溶剂废气治理技术。目前比较完善的非水溶性溶剂废气治理技术有冷凝法、有机溶剂吸收法和碳纤维吸附法及NAP纳米处理法。冷凝法系统简单, 投资省, 运行成本低, 但冷凝效果不理想。有机溶剂吸收法和碳纤维吸附法处理效果较好, 投资大, 运行成本高, 当前只用于具有回收价值的非水溶性溶剂废气处理场合。因此, 开发经济、有效的非水溶性溶剂废气处理技术已成为今后发展方向。(3) 非水溶性溶剂废气治理水平低。由于缺少经济、有效的非水溶性溶剂废气治理技术, 大多数企业采取一些简易的废气治理设施来实现非水溶性溶剂废气达标排放。但这些简易的废气治理设施存在明显缺陷, 不能长期稳定达标运行, 主要用来应付环保检查, 如碳纤维吸附法不考虑碳纤维再生, 柴油吸收法不考虑废柴油处置等等。一些医药化工企业甚至通过限产、停产、应急处理等方式来满足环保要求, 一旦环保监管稍有松懈, 便出现污染反弹。(4) NAP纳米技术比碳吸附技术相比，优势较多。 技术项目活性炭法（含催化燃烧再生反应器）纳米净化工艺（NAP）材质天质含炭材料，经加热完全碳化，活化处理后的有机材料，不耐脏污，干净下可经多次吸附脱附，寿命最多3年，一般是1-2年居多。多种天然矿物材料，经超细纳米加工，混炼，烧结而成，脏污可经清洗恢复，寿命最高可达8年。表面积具有较大的比表面积（800-1200/g）具有大的比表面积（500/g），孔洞尺寸，纳米微孔尺寸d50100nm。净化机理表面呈非极性，对有机气体分子产生表面强的吸附作用。饱合吸附量可达100mg/g。对无机污染物（如硫化氢等，活性炭需要特别处理，且效率非常有限）。对有机气体和水份产生吸附作用，材料本身电解吸附的水份，产生羟基负离子，氧化分解有机物，可永久作用，不会饱合。适用性一般非极性分子有机气体都可吸附，分子量大的链状环状油性分子有效果。无机小分子基本没效果。硫化氢需要另行处理后略有效。对高温高湿废气效率非常低，甚至是没吸附净化效果。主要针对可氧化的需氧类污染物质。对于有机废气几乎没有选择性都可以净化，无机废气包括硫化氢、氨氮、氰等。对高温高湿废气效率更高。净化效率新炭开始时最高不过95%，随再生次数增加，最后时效率下降迅速。到低于60%需换炭。一般净化效率在60%以上，对高浓度可采用多层布置.适合处理气体浓度因为饱合后需再生处理，适合气体浓度不高于1500mg/m的废气。适于处理气体VOC浓度不高于100mg/m安全性活性炭吸附时产生吸附热，炭层温度升高。再生时需加热到300再生，橡胶生产企业废气中内有炭黑控制不当会燃烧，需补充冷风降温，不然会发生炭层过温燃烧事故。采用固定床湿式氧化反应方式，,没有起火风险；材料是天然无机材料制成，耐千度的高温，没有着火风险。运行电费吸附床阻力约1000Pa，需再生需加工，再生电费费用高。过床净阻力不超过500Pa，永不需再生，电耗不到活性炭的一半。操作难度活性炭饱合时必须再生，脏污时或多次再生后需更换，操作量大。需要局部停产。对有机物有效，对无机硫化氢处理需要酸碱处理，操作相当复杂，产生大量酸碱废液。没有再生必要，只有每年不定期检查发现有些油污不慎进入时，可以拆下用次氯酸钠浸泡清洗干净即可。管理难度活性炭监管严格需要危废来源和去向严格登记记录。最终去向必须是国家指定的危废处理站，且收纳和处置费用不菲。新技术国家鼓励支持，部分省份城市有国家新技术补贴措施。初期投资吸附设备和再生设备投资约18-20元/m视规模与活性炭设备基本相当或略高。适用性主要做达标处理排放，不适合高温、高湿、过于干热（本身易燃）。不适合处理硫化氢。喜高温或高湿，耐火抑燃。不仅处理需氧类污染物质，还能杀菌消毒释放负离子。技术先进性已入国家危废名录。该技术正在逐步淘汰，活性炭被严格监管、限制使用。新型纳米材料环保技术是国家十二五期间扶持战略与新型产业技术。用户形象因为操作过程复杂，实际很难完成完整操作流程，企业有应付嫌疑。会接受无休止的检查和查证，或被列入环保监察名单，有损企业形象。高效环保技术，科技技术前沿，会提升用户形象。积极开发新技术, 提高治理水平医药化工企业产品数量多、更新快、污染源多,事故性排放时有发生, 废气性质复杂多变, 污染物排放量大, 使得废气达标排放非常困难, 迫切需要开发经济、有效的废气治理新技术。在新兴的医药化工废气治理技术中, NAP工艺采用NAP纳米微电解材料经过简短的工艺流程就可以实现稳定理想的处理效果，使用过程中无人值守，无需更换填料，更不会有燃烧、高压等安全隐患，处理后空气中含有负离子，甚至利于人体健康，有时还能实现废气