香料生產(chǎn)中揮發(fā)性有機(jī)化合物治理工藝研究

張雷亮，陳 祥，宋 杰，李 新，衛(wèi) 潔，李 晟，王廣林

(滕州市悟通香料有限責(zé)任公司，山東 滕州 277521)

香料生產(chǎn)中揮發(fā)性有機(jī)化合物治理工藝研究

張雷亮，陳 祥，宋 杰，李 新，衛(wèi) 潔，李 晟，王廣林

(滕州市悟通香料有限責(zé)任公司，山東 滕州 277521)

香料生產(chǎn)中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物大多主要采用活性炭進(jìn)行吸附，經(jīng)吸附處理后的廢氣達(dá)標(biāo)排放。本文對香料生產(chǎn)產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)行分析并對治理工藝進(jìn)行重新設(shè)計(jì)從而得出了一套適合治理香料生產(chǎn)中的揮發(fā)性有機(jī)化合物的設(shè)備方案。

香料生產(chǎn)；揮發(fā)性有機(jī)化合物；活性炭吸附；治理工藝

自2015年10月1日起，《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》正式實(shí)施，揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)一步引起人們的重視。揮發(fā)性有機(jī)化合物，按照世界衛(wèi)生組織的定義，沸點(diǎn)在50～250℃的化合物，室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一類有機(jī)化合物為揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)。香料生產(chǎn)揮發(fā)性氣體污染物主要有丙烯醛、乙醇、甲醇、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、甲硫醇等。

1 研究思路

相對于傳統(tǒng)處理技術(shù)，高級氧化技術(shù)是在傳統(tǒng)處理技術(shù)改革的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生的一種新技術(shù)方法，它由GLAZE W.H.等人1987年提出。高級氧化技術(shù)Advanced Oxidation Processes簡稱AOP。高級氧化技術(shù)經(jīng)過大量實(shí)踐研究主要形成以下幾種重要處理方法:Fenton法，光化學(xué)氧化法，O3聯(lián)合氧化法，濕式氧化法，電化學(xué)氧化法以及超臨界水氧化法。

目前大多氧化技術(shù)處理成本高，或難以大規(guī)模工業(yè)化等問題仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，本文利用O3聯(lián)合氧化法闡述處理香料中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物的可能性。

O3聯(lián)合氧化法：O3是一種強(qiáng)氧化劑，與有機(jī)化合物反應(yīng)快，且不產(chǎn)生二次污染，單獨(dú)O3氧化法造價(jià)高，成本昂貴，氧化反應(yīng)具有選擇性等特點(diǎn)，所以近年來選擇聯(lián)合O3氧化成為重點(diǎn)，本文闡述研究最為成熟的UV/H2O2/O3聯(lián)合氧化， O3在氧化過程中產(chǎn)生大量的羥基自由基使難降解的有機(jī)污染物氧化成小分子物質(zhì)甚至是水分子和二氧化碳，接近完全氧化。它是最有前景的處理難降解有機(jī)污染物的方法。

O3聯(lián)合氧化法技術(shù)作用機(jī)理：臭氧發(fā)生器產(chǎn)生帶有正電荷的臭氧分子O3+，正電荷的臭氧分子O3+氧化過程中形成大量的羥基自由基，羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化能力。在高級氧化分解中，正電荷的臭氧分子O3+直接參與反應(yīng)，羥基自由基間接參與反應(yīng)。對難降解的有機(jī)污染物，直接和間接反應(yīng)后分解率達(dá)90%以上。

2 治理香料生產(chǎn)中的揮發(fā)性有機(jī)化合物的研究方案

2.1 香料產(chǎn)品生產(chǎn)中的揮發(fā)性有機(jī)化合物

香料產(chǎn)品生產(chǎn)工藝基本的流程環(huán)節(jié)見圖1。

圖1 現(xiàn)有產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程圖

有機(jī)化合物揮發(fā)主要存在于投料、放料、萃取、提純、存儲中，其中投料工序有機(jī)化合物揮年發(fā)量1.2 t，占總揮發(fā)量的10%；放料工序有機(jī)化合物揮年發(fā)量3.4 t，占總揮發(fā)量的28%；萃取工序有機(jī)化合物揮年發(fā)量3.6 t，占總揮發(fā)量的30%；提純工序有機(jī)化合物揮年發(fā)量3.0 t，占總揮發(fā)量的25%；存儲工序有機(jī)化合物揮年發(fā)量0.8 t，占總揮發(fā)量的7%。

由于原料各自的揮發(fā)度不同，容易造成原料及溶劑的揮發(fā)。影響原料及溶劑的揮發(fā)因素有：①工作和環(huán)境溫度影響揮發(fā)度，溫度越高揮發(fā)度越大，反之則否。產(chǎn)品生產(chǎn)一般都是加熱反應(yīng)，進(jìn)一步加大了溶劑的揮發(fā)；②空氣流速越快揮發(fā)度越大，生產(chǎn)一般在車間內(nèi)生產(chǎn)，空氣流速基本穩(wěn)定。對揮發(fā)度影響不大；③蒸餾時(shí)間越短的溶劑，是快速揮發(fā)型溶劑。產(chǎn)品生產(chǎn)提純時(shí)，一般需要蒸餾脫溶劑，加大了溶劑的揮發(fā)度。

2.2 大多數(shù)企業(yè)處理揮發(fā)性有機(jī)化合物方案

目前大多數(shù)企業(yè)處理揮發(fā)性有機(jī)化合物方案主要是環(huán)保風(fēng)機(jī)將揮發(fā)性有機(jī)物經(jīng)過管道收集集中使用活性炭進(jìn)行吸附，經(jīng)吸附處理后的廢氣達(dá)標(biāo)后經(jīng)過煙囪排放。但活性炭需定期更換，每年更換量約為15 t，不僅治污成本較高，且活性炭屬危險(xiǎn)廢物，會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。

2.3 O3聯(lián)合氧化法處理揮發(fā)性有機(jī)化合物方案

區(qū)別于老式處理揮發(fā)性有機(jī)化合物，O3聯(lián)合氧化法處理揮發(fā)性有機(jī)化合物的方案是達(dá)到一定風(fēng)量的環(huán)保設(shè)備真空將揮發(fā)性有機(jī)化合物通過管道收集系統(tǒng)轉(zhuǎn)移進(jìn)入高級氧化系統(tǒng)，高級氧化系統(tǒng)中O3聯(lián)合氧化將難處理揮發(fā)性有機(jī)化合物氧化成小分子化合物，隨后產(chǎn)生的羥基自由基進(jìn)行間接氧化成水分子和二氧化碳，然后進(jìn)入堿液吸收系統(tǒng)經(jīng)噴淋進(jìn)一步吸附，最后經(jīng)過煙囪達(dá)標(biāo)排放。

3 結(jié)語

O3聯(lián)合氧化法處理揮發(fā)性有機(jī)化合物，其氧化能力是O3的10倍，使難降解的污染物氧化成水和二氧化碳，接近完全氧化。它是最有前景的處理難降解污染物的方法，處理效果顯著。除電耗，水耗外，不消耗其他原料，不帶來二次污染，無需二次處理，因此具有廣闊的市場前景,適合處理香料中產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物。

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(本文文獻(xiàn)格式：張雷亮，陳 祥，宋 杰，等.香料生產(chǎn)中揮發(fā)性有機(jī)化合物治理工藝研究[J].山東化工,2017,46(3):134,136.)

2016-12-09

張雷亮(1983—)，男，山東聊城人，本科，生物工程專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)從事化工環(huán)保治理工作。

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