离子洗涤异味处理技术在卷烟厂的应用

周俊晓 齐运伟

摘 要：在烟草生产制造过程中，不可避免会产生烟草异味气体，对厂区周围的环境质量造成影响，如何妥善处理烟草异味，就成为了卷烟厂面临的头等大事。本论文介绍了NJ卷烟厂在主流采用低温等离子光催化异味处理技术的基础上，增加的离子洗涤工艺及其基本原理、系统组成和运行情况，为行业内其他卷烟厂在异味处理方面提供参考。

关键词：离子洗涤;卷烟厂;异味处理

一、概况

NJ卷烟厂在对生产规模进行扩建的技术改造项目中，依据国家环保政策要求，将建设一套异味气体治理系统，利用离子洗涤异味处理技术进行烟草异味的治理。本文将分析治理工艺特点，对工艺流程的设计进行讨论。

二、煙草异味污染物特性

（一）异味气体的复杂性

根据卷烟厂生产工艺流程，可知烟草异味气体发生源、发生点主要在制丝车间的润叶、润梗、切丝、回潮工序;储丝房加香储存工序要求恒温恒湿，雾化时气味重;烟丝成形的最后工序加香产生刺激性气味;集中收尘和风力输送时气体排空以及生产车间换气产生的烟草异味。

烟草加工中产生异味的化学物质成分相当复杂，据国内外烟草研究机构表明，烟草异味中含有3000多种不同的物质，烟气中的异味物质主要成分有：氨、甲醇、非甲烷总烃、丙酮、丁烷、氯乙烯、苯胺类、氯苯类、醋酸、丙烯腈、TVOC等[1]。

（二）异味气体的特殊性

NJ卷烟厂制丝车间异味主要来自于制丝排潮、制丝除尘以及车间环境除尘的尾气排放，各工艺段排出异味特性不一致，如下表所示。

三、采用光催化激发离子技术工艺核心原理

光催化激发离子技术是目前全球范围内最尖端的光催化技术，它利用高强度的宽波幅光子波（100—300nm波长）发生管，并在混合贵金属催化剂（钛、铑、银、Pt白金）的作用下，生成大量的羟基自由基、负氧离子、气态过氧化氢等高级氧化物质。这些高级氧化物质可以对空气中的各类化学有机物例如氨、甲醛、硫醇类、非甲烷总烃、臭气浓度、TVOC等进行高效地的分解与降解作用。

空气中的氧分子在通过离子发生装置时，在高能量的作用下而产生大量的原子氧（O）、羟基自由基（-OH）、过氧化氢等高级氧化物。这些高密度的离子群具有极强的活性，迅速与各种有机气体（VOC）分子碰撞，激活有机气体的原子界能，并打开VOC气体分子链，并将其降解成二氧化碳和水。羟基自由基（-OH）、过氧化氢正负离子具有极强的氧化能力，其氧化能力是氧气的上千倍，可以将氨、甲醛、硫醇类、VOC等污染物和其他产生异味的污染物在常温常压下迅速氧化，氧化所需时间只在数秒之内。

根据烟草异味特性，尤其是制丝排潮工艺产生的异味气体高尘、高湿、高温及高浓度的异味气体，在处理中如使用单一的离子氧化无法达到要求，为保证异味处理效果，增加一个离子洗涤处理。制丝排潮在风机抽风作用下，异味气体送入第一段除尘、预处理增湿段，设有循环喷淋装置和碰撞式分离装置，可以去除大部分粉尘、粗颗粒及溶解于水的异味物质，处理效率30%左右。经过除尘预净化后，气体进入第二段离子氧化段，强氧化离子气体与异味气体污染物进行充分混合反应，氧化异味污染物效率在90%以上。最后通过第三段（洗涤还原段），还原离子氧化过程产生部分残留臭氧，确保排放中无臭氧超标产生二次污染，最后进化后的空气排放到大气中[2]。

四、异味处理系统设计

（一）制丝排潮异味处理系统设计

制丝排潮气体包括烘丝机除尘尾气，特点：高温、高尘、高湿及高浓度，是烟草异味中最具代表性的气体。在其处理工艺包含了前置预冷却预处理、后置离子洗涤处理等。

前置除尘冷却预处理系统：第一段（除尘段）设有循环喷淋装置和特殊的碰撞式分离装置，使得气体中含有大量微小的水雾滴，同时它可以去除大部分的粉尘、颗粒物，除尘效率达到90%以上。经过第一段除尘后的异味在风机抽风作用下进入第二段（冷却塔），冷却塔的异味从下而上与冷却喷淋液对流形式接触，冷却液喷淋由上而下的过程中在填料的作用下喷淋液的水珠发生数万次表面积变化，充分吸收异味中热量，转移到液体中，水泵将带有热量的液体送入热交换器，在冷却塔的作用下，将热量的液体冷却至常温再次送入冷却段水池循环使用。

后置离子洗涤异味处理器：第一段（增湿段）对异味中溶解于水的物质进行洗涤净化，进入第二段（离子氧化），氧化异味气体，最后通过第三段（洗涤还原段），还原离子氧化过程产生部分残留臭氧，确保排放中无臭氧超标产生二次污染。经过离子洗涤处理，效率可达90%以上，排放后的空气达标排放到大气中。

（二）制丝除尘、环境除尘异味处理系统设计

在风机抽风作用下把制丝除尘、环境除尘异味送人第一段（除尘增湿段）设有循环喷淋装置和特殊的碰撞式分离装置，安装在离子洗涤器进口法兰处，目的在除尘设备出现破袋的情况下，可以去除大部分的粉尘和粗颗粒。配有冲洗水池，除尘增湿泵提供必要的压力以进行持续喷淋，并带压力显示，水泵有空转保护。

除尘增湿段有两大功能特点：

首先去除异味中粉尘，对亲水的污染物进行洗涤预净化，其次为第二段离子氧化提供必要的水分子，已延长离子寿命起到决定性作用。经过第一段除尘增湿预净化后，气体进入第二段旁通垂直流式（离子氧化段）。旁通垂直流式离子氧化除异味工艺是指采用新鲜空气通过离子发生器，产生大量的强氧化离子气体送入一体化离子洗涤异味处理器中与异味气体形成垂直流方式的充分混合反应。氧化异味中亲水性和非亲水物质，制丝除尘、环境除尘异味因已经过布袋除尘器除尘，所以异味去除粉尘后异味浓度也大大降低，制丝除尘、环境除尘尾气浓度约在6000无量纲单位，为了确保异味的处理效果，离子发生量设计参数是处理8000无量纲异味浓度，保证氧化能力达到>120%系数。离子控制系统分成高、中、低三档离子浓度，根据风量及浓度来实现自动控制调节。

最后通过第三段洗涤还原段，还原离子氧化过程产生部分残留臭氧，确保排放中无臭氧超标产生二次污染，达到《环境空气质量标准》GB/3095-2012相关污染物排放标准值。经过离子洗涤异味处理效率达到90%以上，净化后空气排放到大气中，设计排放指标达到GB14554-93恶臭污染物排放标准二级厂界标准和15m排放标准值。

五、结论

本工艺根据烟草企业的特点，结合产生烟草异味的来源，针对不同的生产工艺和环境采用不同的处理流程，核心采用先进的离子洗涤工艺，将离子氧化、洗涤还原等一体化，结构合理，体积较小，同时安全可靠，无须添加任何化学氧化剂，处理效率达90%以上。

参考文献：

[1]李竖，竹涛，豆宝娟，等.低温等离子体技术处理烟草臭气[J].环境工程，2008，26（1）：44-48.

[2]林和健，林云琴.低温等离子体技术在环境工程中的研究进展[J].环境技术，2005，23（1）：21-44.

作者简介：周俊晓（1983—），男，汉族，河南许昌人，环境工程硕士，江苏中烟工业有限责任公司南京卷烟厂环保工程师，从事烟草工业企业环保技术治理与研究;齐运伟（1979—），男，汉族，江苏中烟工业有限责任公司徐州卷烟厂安全保卫处本科学士，工程师，主要研究方向为环境保护管理。