（四川西昌卷烟厂，西昌市火车站西侧娇子路；上海希恩环保科技有限公司，上海市中山北一路1250号2号楼703室；四川三联新材料有限公司，成都市益州大道北段280号）
关键词: 香精香料；异味处理工艺；
摘要：在风机的抽吸作用下，异味气体进入高效洗池，自下而上的气体与自上而下的含有相应化学药剂的冲洗液在填料层中逆流接触，气体中的可溶性异味物质被冲洗液吸收或中和，从而使气体中携带的可溶性异味物质被去除。
Abstract: Under the suction action of the fan, the odor gas enters the highly efficient bath. The gas from the bottom up comes into direct contact with the top down washing fluid containing the corresponding chemical agent in the packing layer. The soluble odor in the gas is absorbed or neutralized by the washing fluid, thus removing the soluble odor from the gas.
1 概述
在四川中烟公司香精香料改造和卷烟厂改造中，一直在探索烟用香精香料配制及烟草实验过程中产生的异味如何有效处理的艺问题。异味产生的区域有香精香料生产间、香珠车间、香精中试车间、烟叶实验室、制丝车间糖香料厨房和加香加料工艺点等。香精香料配制生产和香精中试车间是异味主要产生区域，这两个区域的异味有别于卷烟厂生产过程中产生的异味，处理工艺有别。卷烟厂异味主要是制丝车间和卷包车间除尘和制丝车间的排潮气体中产生的具有一定糖香料成分比例的异味，还含有烟叶、烟丝加工气味、生产过程中蒸汽介质气味等；香精香料配制生产和香精中试车间排出来气体主要是糖香料气味。随着国家对环保的日益重视，如何有效处理香精香料配制及烟草实验过程中产生的异味显得非常重要，直接涉及到项目环评指标。
香精香料生产车间，主要功能区域包括：原料暂存区、原料罐区、自动配料区、手工配料区、搅拌区、灌装区、成品香配制区、混合型香配制区、移动罐清洗暂存区、成品暂存区、提取区、膜分离区及室外的酒精回收处理区等。
生产线的主要原料为食品级的有机物，生产过程为各种有机物的混合，在生产过程中涉及到相关的倒料、搅拌及灌装工艺流程等，导致部分易挥发气体挥发至空气中。挥发的气体基本为有机物，其中酒精挥发的浓度较高，同时车间的地漏点等可能存在一些异味相对较高的气体。
中试车间中试线设备主要有如下几部分：提取系统、蒸馏浓缩系统、沉淀反应系统、膜过滤系统、循环超声提取机等，另有部分离心机等辅助设备。
2 气源分析
2.1 糖香过程中的废气
烟草生产过程中加入的糖主要有果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等，糖在调制过程中会有挥发气体产生，主要成分有：芳香的有机物、焦甜香、醚溶性成分等有机气体。
2.2 香精香料生产过程中的废气
香精香料在生产过程中会有气体挥发，主要成分有：醇类（例如：苯乙醇）、醛类（例如：柠檬醛）、酮类（例如：紫罗兰酮）、脂类（例如：对氨基苯甲酸甲酯）、醚类等有机气体。
糖香料生产过程中的废气的特点是有机气体，既有水溶性的有机废气，也有非水溶性的有机废气，异味处理难度较大。
3 糖香料生产中的废气异味处理工艺改进探索
在国内外的轻工、食品行业，异味处理工艺主要有水洗、生物处理、活性炭等，考虑实际效果、节省投资等因素，我们探索在传统卷烟厂异味处理工艺基础上，采用改进的水洗+生物滤池的异味处理工艺。
3.1 水洗+生物滤池的异味处理工艺流程
异味处理系统模拟布置效果图：
3.2 水洗+生物滤池的异味处理工艺思考
在风机的抽吸作用下，异味气体进入高效洗池。在高效洗池中，自下而上的气体与自上而下的含有相应化学药剂的冲洗液在填料层中逆流接触，气体中的可溶性异味物质被冲洗液吸收或中和，从而使气体中携带的可溶性异味物质被去除。
经高效洗池初步净化的气体，从洗池出口排出，被管道导入生物滤池的布气系统，在布气系统的引导下，缓慢地、均匀地进入活性生物滤床，不溶性异味污染物质在生物滤床中被高活性的微生物降解成无味的物质。
经生物滤池净化后的气体以扩散气流的形式离开滤床表面，直接进入大气中。
3.3 异味处理系统设备
3.3.1 风机
风机是整个异味处理系统的动力，是异味处理系统长期高效稳定运转的关键设备，也是整个系统的主要能源消耗部位。在吸取卷烟厂异味处理经验基础上，思考采用高效风机，以保证异味处理系统始终具有强劲的动力、优异的性能，同时满足低噪声的环保要求。
为保证生产线的工况稳定，同时也是节能的需要，思考采用变频控制系统，由差压计自动跟踪测试生产线上排风量的变化情况，自动调整风机的运行状态，以达到稳定生产和节能的目的。
3.3.2 高效洗池
对流式冷却洗池，是一个去除异味物质的重要环节设备。思考采用先进的对流式冷却洗池由洗池壳体、洗池内部填料系统和完善的自动加药系统、自动pH值监控系统及循环水系统组成(包括循环水泵与洗池内部连接管道)。
3.3.3 生物滤池
生物滤池是整个除臭系统的关键设备。参考目前国内轻工行业异味处理方式，思考采用先进的生物滤池，由池体、内部生物填料、布气系统等组成。
4 高效洗池及生物滤池
4,1 高效洗池
工艺原理上思考采用处理效率和性价比均较高的异味处理设备，适用于水溶性污染物的异味气体。
异味气体在风机的抽吸下被导入水洗装置，在水洗装置中异味气体与填料表面的喷淋液完成传质过程而被净化。
洗涤装置由池体、填料、自动加药系统、循环喷淋系统和液滴分离器组成。
为达到异味气体与喷淋液最大的传质面积，提高净化速率和效率，在洗涤装置的内部装有特殊设计的填料。
当循环喷淋液自上而下流经填料层时，在填料表面形成持续更新的传质表面，从而使循环喷淋液对异味气体始终维持高效的吸收效果。
水洗工艺的异味处理过程是动态平衡的过程，洗池装置始终处于类似初始的最高效率状态。对于持续输入的异味气体，处理过程是连续的，平稳的，始终保持高效率。自动加药系统能够自动侦察到异味气体的浓度峰值，适时地调整加药量，因此，洗涤装置能够有效平衡和缓解异味气体浓度突然变化的冲击，使处理效率始终非常平稳和高效。
处理过程：思考采用的洗池是一只以对流方式工作的填料床洗池。
在洗池中，空气在由下而上通过填料床的过程中得到净化。填料持续用水喷淋。水流由下而上通过填料床进入冲洗水池。采用此方式可达到最高的效率。
反应室中放满了花环填料。冲洗水稳定均匀地喷洒在填料上。水泵给填料提供均匀而充足的水雾。
水滴撞击花环填料的丝条后打散，在丝条弧底形成新的水滴。这样，水滴表面不断重新形成因而在由上而下的运动过程中水滴表面不断更新。这正是高效吸收和净化的原因所在。填料开放式的结构使得压力损失非常小，因而能耗很低。洗池中，在冲洗液中加入适当药剂，中去除污染物以彻底去除不同种类的水溶性污染物。
4.2 生物滤池
思考为生物滤池异味处理工艺仿效自然自净化原理。
生物滤池异味处理工艺的核心是微生物除味。生物滤池异味处理技术利用生物填料充分和巨大的内外表面积上生长的大量的微生物吸附、吸收致臭物质，并将其转化为无毒、无害、无味的简单物质。
微生物菌群将致臭污染化合物转化成无害物质，其反应过程如下式所示：
异味中主要物质可分为：含硫化合物（如H2S、硫醇类、硫醚类）、含氮化合物（如氨、胺类、酰胺、吲哚等）卤素及其衍生物（如氯、卤代烃）、烃类（如烷烃、芳香烃等）、含氧化合物（如酚、醛、酮）等。
生物滤池除臭工艺对以上各种异味物质应该有很好的处理效果。
当异味气体为有机硫如甲硫醇时，则首先需要异养型微生物将有关硫转化成硫化氢，然后硫化氢再由自养型微生物氧化成硫酸根。
CH3SH-CH4—→H2S—→O2+H2O+SO42-
当异味物质为氨时，氨会很快地溶入水中。氨气溶于水后，在有氧条件下，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的硝化作用转化为硝酸，在兼性厌氧的条件下，硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气。
氨氮用于合成微生物细胞的反应如下：
硫醇等一般是含硫有机化合物例如蛋白质，含硫氨基酸等在无机化过程中分解不彻底时的产物。在进一步氧化过程中以硫化氢为最后的产物。分解有机硫化物的微生物的种类很多。一般的氨化微生物，包括许多腐生性细菌，放细菌，真菌都有此作用。有机硫化物分解产生的硫化氢则被硫化细菌进一步分解转化为SO4-。以甲硫醇为例，其分解产生硫化氢的反应式如下：
2CH3SH+3O2 —→ 2CO2+2H2O+2H2S
5 系统预计达到效果
相对于卷烟厂异味处理系统，香精香料萃取、配制生产过程中，异味处理预测达到以下效果：
5.1 高效洗池（前道工序）用以去除异味中高浓度的酒精、水溶性物质，处理效率可达90%以上，达到“处理完后酒精的浓度低于10mg/m3”的要求。
5.2生物滤池（后道工序），主要任务为去除剩下的异味。经异味处理设备处理后向大气中排放的废气异味浓度须达到《恶臭污染物排出口的净化气 体，按GB/T14675标准采用三点臭袋式比较法对其进行测定，应在地面人员嗅觉可接受的浓度范围，并满足GB14554-93的要求（有组织排放15m高排气筒最高允许排放臭气浓度≤2000无量纲，）；非甲烷总烃：最高允许排放浓度100mg/m3。
5.3 耐冲击负荷能力强，对废气中污染物的承受能力强，能够承受含微尘气体。
5.4 采用纯自然的方法将污染物分解成CO2和H2O，无二次污染。
5.5 全自动运行，全天候工作，维修维护量极少，运行非常稳定。
5.6 能适应间断运行条件，用于维修或保养，停机后再使用启动速度快。
5.7 思考池体采用组装式，便于运输和安装、也便于分期实施系统中扩大规模时增加处理容量，便于气源分散条件下的分别处理。
5.8 思考由于在室外运行，预防紫外线长期照射，采用耐腐蚀材料，使用寿命长。
参考文献
[1]徐维华 罗登山，卷烟工艺规范.北京：中国轻工业出版社，2016
[2]检测标准: 恶臭污染物排放标准（GB14554-93）。
[3]《卷烟厂设计规范》（YC/T 9-2015）
[4]《城市大气复合污染防治路线及应用实例》 张丽娜 周阳 姚立英
论文作者:刘志旺,颜和平,安雪娇,余敏
论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期
论文发表时间:2019/11/20
标签：异味论文; 气体论文; 滤池论文; 填料论文; 高效论文; 生物论文; 系统论文; 《科技新时代》2019年9期论文;