香精香料企业废气治理现状及建议

张 燕，黄 毅

(1.中铝环保节能科技(湖南)有限公司，湖南 长沙 410019； 2.长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410019)

香料是调配香精的原料，香精广泛配套于食品、饮料、酒类、卷烟、洗涤用品、化妆品、牙膏、医药等工业，是现代社会人类生活不可缺少的原辅料。品种多、产量小、专用型和配套性强、用量少、作用大、一地生产多地使用是香料香精产品的基本特点。我国香精香料行业逐步朝着国家化的方向发展，在国民经济中发挥出了重要的作用[1]。由于香精香料生产使用原辅材料种类繁多，且嗅阈值低，近年来，因有机废气排放不达标造成的扰民事件频发。2019年，江西省生态环境厅发布了《挥发性有机物排放标准第2部分：有机化工行业》(DB36/1101.2-2019)[2]，标准中明确规定，自2020年3月1日起，有机化工所有企业车间或生产设施的排气筒非甲烷总烃排放浓度由国家标准的120 mg/m3提高到80 mg/m3，厂界非甲烷总烃更是从国家标准要求的4 mg/m3提高到2 mg/m3，香精香料生产企业如何有效控制废气污染成为制约该行业发展和亟待解决的问题[3]。

本文调查了某工业园区10家香精香料生产企业，收集企业使用原辅材料情况、主要生产设备、废气收集管网、废气治理工艺和治理设备等信息。从源头、过程和末端全过程分析香精香料企业废气治理现状，提出整改建议。

1 香精香料企业废气治理现状

1.1 原辅材料

以香料来源和组成为划分标准，可以将其分为天然香料和单体香料。天然香料又可分为动物性香料和植物性香料，单体香料包括单离香料和合成香料。此次调查的10家企业产品类型以生产植物性香料和合成香料为主，8家企业使用高VOCs含量原辅材料，5家企业使用含芳香烃的原辅材料，3家企业同时使用高VOCs含量和芳香烃的原辅材料。《重点行业挥发性有机物综合治理方案》(环大气[2019]53号)(以下简称方案)中指出化工行业要推广使用低(无)VOCs含量、低反应活性的原辅材料，加快对芳香烃、含卤素有机化合物的绿色替代。10家香精香料企业使用的原辅材料大部分都属于高VOCs含量，而且有一半企业原辅材料中还包括光反应活性高的甲苯等物质。

1.2 主要生产工艺和设备

方案中指出，通过采用全密闭、连续化、自动化等生产技术，以及高效工艺与设备等，可以有效地减少无组织废气排放。经调查，某工业园区10家香精香料企业中，植物性天然香料产品的生产方式以物理方法为主，如分馏冷凝、结晶离心、蒸馏法等；合成香料产品的生产方式以化学合成为主，如加成反应、成环反应、酯化反应等。由于香精香料行业产品之间相互套用性强，10家香精香料生产过程中，液体上料基本均采用负压泵送，固体上料时将反应釜投料口打开进行投料操作，有机废气产生量大；产生的用于下一步反应的中间品采用吨桶收集后用叉车运至下一道工序的厂房内重复投料操作。物质反应过程在反应釜中进行，中间品输送均未采用管道进行密闭输送。

10家香精香料企业的生产设备和使用方式大致相同，主要有各种反应釜、玻璃钢抽滤罐、平板式离心机、水喷射式真空泵。卸料时，平板式离心机和玻璃钢抽滤罐需打开盖板取出固体物料，固体物料与空气直接接触，有机废气排放量多；水喷射真空泵利用水流体传递质量和能量的原理，抽出反应釜中的高浓度有机废气进行冷凝，从而实现反应釜抽真空的目的。5家企业水喷射真空泵循环水箱未密闭，不溶于水的有机废气排放浓度高、排放量大。

1.3 废气收集现状及收集管网

1.3.1 废气收集现状

废气有效收集是高效处理的前提。根据香精香料主要生产工艺，结合现场调查情况，香精香料企业有机废气主要来自于反应釜上下料过程、反应釜反应过程、物料离心、抽滤过程、水喷射真空泵敞开运行、污水处理站及危险废物暂存间。主要废气来源和排放特点见表1。

表1 废气产污环节及排放特点

10家香精香料企业反应釜废气均进行了有效收集；1家企业采用真空离心机，有效阻止了有机废气无组织逸散，车间内环境好，其余9家企业均采用平板式离心机，离心后固体物料卸料时，大量有机废气无组织逸散在车间内，车间内工作环境恶劣；6家企业使用水喷射式真空泵，循环水箱密闭运行，4家企业水喷射式真空泵循环水箱敞开运行，造成有机废气无组织逸散；3家企业对污水处理站进行加盖密闭抽气处理后排放，5家企业污水处理站未加盖密闭，余下2家企业没有污水处理站；10家企业均未对危险废物暂存间废气进行收集和处理。

1.3.2 收集管网

10家香精香料企业废气收集管网多采用圆形管，10家企业中仅有2家企业废气收集管管径适宜，其余8家企业废气收集管管径偏小。8家企业存在管线设置不合理，各并联管网压力损失不匹配，且未设置调压装置的问题。由于10家企业投产较早，当时环保要求不高，企业环境影响报告书中未提出有效的废气处理措施，随着国家环保要求和标准的日益提高，地方环保部门要求各企业对废气进行有效收集和处理，企业委托设备厂家对系统进行设计，并与末端治理设备一起进行采购安装，甚至有的企业自行设计，自行采购设备后安装，导致风机风压难以克服系统阻力，有机废气收集系统难以正常运行。

1.4 废气治理工艺

经调查，某工业园区10家香精香料企业产生的废气都进行了治理，6家企业采用组合式末端治理技术，4家企业采用单一治理技术，具体治理技术见表2。

表2 香精香料企业废气末端治理情况

根据《重点行业挥发性有机物综合治理方案》(环大气[2019]53号)中“鼓励企业采用多种技术的组合工艺，提高VOCs治理效率”。基于香精香料企业的特点，企业排放的废气中挥发性有机物成分复杂，按化学结构的不同，分为烷类、芳香烃类、烯类、卤代烃类、酯类、醛类、酮类等，采用单一水喷淋和碱液喷淋对于废气中含有不溶于水和不溶于碱液的物质来说治理效果差，难以保证达标排放。

活性炭吸附适用于低浓度VOCs气体的处理。从处理措施效果看，碱液(水)喷淋吸收+活性炭吸附工序对有机气体的吸收效率较低，处理效率不高[4]。这是因为喷淋后若未除雾或除雾效果不好，直接进入活性炭吸附工序，易导致活性炭吸附饱和或堵塞，吸附剂一般寿命不长，需要不断更换。

低浓度、大风量废气，宜采用活性炭吸附、减风增浓等浓缩技术，提高废气浓度后净化处理，难以回收的高浓度废气，宜采用高温焚烧、催化焚烧等技术。A企业和G企业未对气体进行分质收集，将收集到的低浓度无组织有机废气直接送入RTO中进行焚烧处理，为保持炉温，需添加大量天然气进行助燃，造成处理成本高等问题。

2 香精香料企业废气治理建议

治理建议包括：优先选用低VOCs的原辅材料，选用密闭性好的生产设备，选用连续化、自动化程度高的生产技术；提高废气收集率，将无组织废气转变为有组织废气；结合废气特性，选用合适的治理工艺；聘请专业的第三方环保公司设计废气收集管网和配置治理设备。

2.1 源头控制

鼓励香精香料行业使用低VOCs含量的原辅材料；鼓励使用含醇类、酯类的低光化学反应活性的原料替代甲苯等光化学反应活性大的原料。

2.2 过程控制

对于高浓度有机废气，优先进行溶剂回收，从而减少有机废气产生量。同时，通过推进使用低(无)泄漏的泵、抽滤罐、离心机等设备，推广采用密闭式循环水冷却系统，对污水池进行加盖密闭，减少无组织废气外逸，进而提高废气收集率。

2.3 末端控制

2.3.1 合理设计和安装废气收集管网

由于各香精香料企业生产规模和设备布置均存在差异，因此企业应根据自身实际情况合理设计和安装废气收集管网；聘请有资质的第三方环保公司对废气收集管道进行合理布置，对废气收集管径和压损进行核算，对各并联管路进行调压，根据收集系统压力损失和风量合理选择适用的风机。

2.3.2 选用合适的废气治理工艺和治理设备

企业应根据自身原辅材料、工艺特性等因素确定废气排放浓度、组分、风量等参数，进而合理选择治理技术。分质废气、分开收集、分别处理，为保证废气达标排放，建议企业科学选用多种技术的组合工艺。同时，企业应根据前端收集废气量确定废气治理设备的处理能力，避免设备处理能力不足的问题。

3 结语

随着我国环保标准的不断提升，废气治理问题已成为制约香精香料行业发展的关键问题。针对现有香精香料企业生产运行过程中存在的废气收集率低、收集管网不合理、处理工艺不合适和处理设备能力偏小等问题，应从加强废气收集率、科学合理设计收集系统、选用合适的废气处理工艺和设备几方面着手进行整改，以确保废气达标排放。