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医药制造企业含卤废气处理技术的研究
我国是制药大国,医药化工制造行业生产过程中经常使用到有机溶剂含卤溶剂,而工业生产过程中使用的有机溶剂极易挥发,在生产末端排放的工业废气中会夹带大量的此类挥发性物质。另外,含卤废气进入RTO废气治理设施焚烧处理后易产生强酸性的气体,而产生的含卤酸性气体腐蚀性极强,对RTO废气治理设施本体以及周边区域腐蚀严重,RTO废气治理设施长期运行,会严重影响RTO废气治理设施的去除效率和使用寿命,从而影响到废气排放口达标排放。化工生产中分离和回收挥发性有机废气,根据物理化学性质,可以采用不同的回收方法或几种治理方法的组合,然后将难以回收或回收后达不到使用要求的废气进行焚烧处理。
企业为有效治理含卤废气,必须在生产车间源头的废气产污点进行分类收集控制,并针对性的分质有效治理。无论选择哪种处理方法,尽量采用清洁处理技术,避免产生二次污染。所以,含卤生产工艺废气需先经过废气预处理设施后再进入厂区废气末端治理工艺进一步优化治理。
一、冷凝法回收处理技术
从蒸气状态转化为液体状态的过程通常被称为冷凝。冷凝法处理有机废气的工作原理是:用来分离有机废气中可以冷凝的成分,根据混合气体中各组分液化温度的不同,当混合气体冷却到某一温度后,高沸点组分凝结成液体,而低沸点组分仍然为气体,这时将气体和液体分离也就将混合气中组分分离,把对环境污染比较严重的成份冷凝为液态回收利用,经过冷凝净化处理后的气体再进入末端废气治理设施治理。
冷凝法在对于有机废气处理的净化中,主要用于回收废气中比较有价值的溶剂,达到充分利用原辅料的目的,节约了成本,但由于废气冷凝的方式还是不能对一些废气达到充分的净化,所以此设备还是需要与其他的有机废气的处理设备进行同时使用,通常冷凝法回收处理技术在实际废气处理措施中作为有机废气净化的一道预处理工序。
化工医药制造企业,各个生产工段及反应设备都涉及到有机废气的产生,尤其是主要的关键设备,如反应釜、重力床,真空泵、真空耙式干燥机等,所以在这些反应釜、重力床,真空泵、真空耙式干燥机等生产工序设备后端都安装了一级、二级甚至多级的冷凝器。在化工医药制造企业,采用的冷凝器主要是石墨冷凝器、螺旋板冷凝器、列管冷凝器,各个企业需根据自己企业实际产生的有机废气成分、酸碱性、物理化学性质或生产中危险特性等选择不同材质,不同规格型号的适合企业的冷凝器。
目前主要用于回收废气中比较有价值的溶剂,而不仅仅是通过单一的冷凝法来满足废气排放的达标问题。若要通过冷凝法来净化处理有机废气并达到符合规定的数值,则要求冷却温度非常低。例如:甲醇气体需要温度低于-80℃,而二氯甲烷气体则要求温度低于-100℃,这样操作成本也就有点过高,非常的不合算。因此,在对于有机废气处理的净化中,冷凝法的采用主要是回收溶剂,并作为有机废气净化的一道预处理工序。
二、树脂吸附回收处理技术
2.1树脂吸附回收处理技术原理
树脂吸附适用于处理工业废气溶度较高的废气,也能处理废气成分复杂的医药废气,它的吸附回收作用原理是依靠树脂和被吸附的分子(吸附质)之间的范德华引力,通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作,使有机化合物根据有吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱分开而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。
大孔树脂是一类含离子交换集团的交联聚合物,理化性质稳定,耐酸、碱及有机溶剂,不受无机盐类及强离子低分子化合物的影响[2]。医药化工产生的二氯甲烷或三氯甲烷含卤废气经过冷凝回收后废气浓度还有上千甚至上万的浓度,而树脂吸附可以去除95%以上的含卤废气。当然,含卤废气成分单一时回收处理效果会更佳。
有机废气通过树脂吸附后,接近饱和的吸附剂经过热蒸汽反吹进行脱附再生,经脱附出来的有机气体与蒸汽经冷凝、分离,可回收有机液体。吸附法能够有效控制废气中有机物的去除效率。
2.2医药化工含卤废气树脂吸附回收处理工艺流程图
图1是某医药化工企业生产医药中间体产生含卤废气采用的吸附回收处理技术,树脂吸附回收处理技术过程主要包括树脂吸附过程、树脂脱附过程、树脂降温过程。
树脂吸附过程如上图所示,从车间排出的含卤废气经收集后进入冷凝器预处理后,进入吸附塔A进行吸附,经过吸附塔A吸附后的废气再进入吸附塔B进行二次吸附,吸附塔C待用。当吸附塔出口废气浓度达到设计的排放限值时,切换至B+C吸附。
脱附过程即蒸汽从吸附塔顶部通入,携带脱附下的含卤混合蒸汽进入冷凝器冷凝,冷凝液经管道引入自动分水器。静置分层后,水由废水管引入废水箱,含卤废气由物料管引入物料箱。
降温过程,冷却水由泵输送至完成脱附的吸附塔,自上而下喷淋降温,冷却水经冷凝器降温后循环使用。吸附塔温度接近常温后停止输送冷却水,用吹扫风机迅速吹出吸附塔内冷却水后即可进行再次吸附。
三、膜回收处理技术
3.1膜回收处理技术原理
膜分离法用于可回收的挥发性气体如脂肪族和芳香族碳氢化合物、氯代烃、铜、醛、腈、氯氟烃等,它的原理是利用高分子膜材料对有机物分子和空气分子的不同选择透过性实现两者的物理分离,有机气体与空气混合物在膜两侧压差推动下,遵循溶解扩散机理,使得混合气中的有机气体优先透过膜并得以富集回收,而空气则被选择性地截留,从而在膜的截留侧得到脱除有机气体的洁净空气,而在膜的透过侧得到富集的有机气体,达到有机气体与空气分离的目的。
3.2含卤有机溶剂气膜分离原理
3.3医药化工含卤有机废气膜回收处理工艺流程
医药化工含卤有机废气膜回收处理工艺流程见图3。
医药化工制造企业产生的废气成分复杂,具有排放量大、废气浓度高等特点,所以为降低废气浓度及减少废气组分,在含卤有机废气膜回收处理工艺前端会安装至少二级冷凝器进行冷凝预处理。根据某医药化工原料药制造企业的膜回收治理技术装置项目实际运行情况分析,膜回收处理技术比较适用于处理医药化工含卤废气成分单一的废气,膜回收处理技术处理三氯甲烷含卤废气或是二氯甲烷含卤废气的去除效率可达90%以上,且处理装置运行稳定,占地面积少,员工操作方便。
膜分离技术工业装置已成功地应用于许多领域,许多用其它方法难以回收的有机物。利用膜分离技术从工业排放的有机废气中回收有溶剂,不仅可以解决环保问题,同时也回收了资源,为企业带来经济效率,并且在回收溶剂的同时不会带来二次污染。
四、结论
通过上述对含卤废气处理技术的分析,医药化工制造企业在各类化学原料药品、医药中间体药品生产过程中产生的挥发性有机含卤废气,可以采用树脂吸附回收处理技术或膜回收处理技术或冷凝法回收处理技术,回收的工业废气溶剂可以回到车间生产中套用,提高了产品的生产效率,增加了溶剂原辅料的利用率,减少了能源的消耗,降低了生产成本,这三种废气处理技术不仅处理效率高,还具有很高的经济效率和良好的社会效率。医药化工企业应该根据企业各自产生的废气浓度、废气组分以及当地区域排放标准等要求,单独采用以上的废气治理技术或多种组合的治理技术。
作者:谢银花
来源:相章分享环保技术
标签:   含卤废气处理