制药行业VOCs废气处理

制药行业VOCs废气处理

随着医化行业的发展，随之而来的环境污染问题日益凸显，特别是医化行业有机废气的区域环境污染，严重影响居民的正常生活，制约区域经济发展。据环保部之前公布的数据显示，中国制药工业总产值约占全国GDP的比例不到3%，而污染排放总量却占到了6%左右，其中高污染、高能耗的原料药行业问题尤为突出。

在医化行业中大量使用有机溶剂(如DMF、苯系物、有机胺、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、甲醇、乙醇、丁酮、乙醚、二氯乙烷、醋酸等)，挥发形成了具有刺激性气味和恶臭的气体，并具有一定毒害性，长期排放必然恶化区域大气环境质量，并对附近居民的身体产生危害。因此，有效治制药行业VOC污染已经成为亟待解决的重要问题。

选择有机废气处理方法，总体上应根据以下因素：有机污染物质的类型、有机污染物质浓度水平、有机废气的排气温度、有机废气的排放流量、微粒散发的水平、需要达到的污染物控制水平。

有机废气的处理方法种类繁多，特点各异，常用的有冷凝法、吸收法、燃烧法、催化法、吸附法、低温等离子、生物法、光催化氧化法、蓄热式氧化法等。

冷凝法：将废气直接冷凝或吸附浓缩后冷凝，冷凝液经分离回收有价值的有机物。该法用于浓度高、温度低、风量小的废气处理。但此法投资大、能耗高、运行费用大，制药车间废气中的有机物浓度较低，风量大(车间置换风量具体数量由车间空间大小和空间置换次数决定)，反应流程出来的有机废气，一般温度较高，浓度较大，成分复杂，回收的溶剂难以处理利用，并易产生二次污染，所以制药废气处理一般不采用此法处理。

吸收法：可分为化学吸收和物理吸收，但制药废气成分复杂，一般不采用化学吸收。物理吸收是选用具有较小的挥发性的液体吸收剂，它与被吸收组分有较高的亲和力，吸收饱和后经加热解析冷却后重新使用。该法用于大气量、温度低、浓度低的废气，装置复杂、投资大，吸收液的选用比较困难，液体吸收法净化率只有60%～80%，这种方法实际应用存在吸收效率不高，一般难以达到国家排放标准，而且存在着二次污染问题，所以制药废气处理一般不采用此法处理。

直接燃烧法：利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度(700～800℃)，驻留一定的时间，使可燃的有害气体燃烧。该法工艺简单、设备投资少，但能耗高、运行成本高，易产生Cl₂、COCl₂、NO_X、多氯二苯呋喃等有毒副产物。而这些物质对环境的危害更大，所以制药废气处理一般不采用此法处理。

催化燃烧法：将废气加热到200～300℃经过催化床燃烧，达到净化目的。该法能耗低、净化率高可达95%、无二次污染、工艺简单操作方便。适用于小风量、高温、高浓度的有机废气治理，不适用于低浓度、大风量的有机废气治理。但催化剂容易易中毒，需定期更换催化剂，不适用于含氯、磷等易使催化剂中毒元素的制药废气处理。

吸附法：

①直接吸附法：有机气体直接通过活性炭，可达到95%的净化率，设备简单、投资小、操作方便，但需经常更换活性炭，若无再生装置，则运行费用太高；因此可用于浓度低、污染物不需回收的场合。

②吸附回收法：有机气体经活性炭吸附，该法利用活性炭等吸附剂吸附有机废气，接近饱和后用水蒸汽反吹活性炭进行脱附再生，水蒸汽与脱附出来的有机气体经冷凝、分离，可回收有机液体。该法净化效率较高，但要求提供必要的蒸汽量，适用于低浓度、大风量的制药尾气治理。

低温等离子法：利用介质放电产生的等离子体以极快的速度反复轰击废气中的气体分子，去激活、电离、裂解废气中的各种成分，通过氧化等一系列复杂的化学反应，使复杂大分子污染物转变为一些小分子的安全物质(如二氧化碳和水)，或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质。

生物法：该法是基于成熟的生物处理污水技术上发展起来，具有能耗低、运行费用少的特点，在国外有一定规模的应用。其缺点在于污染物在传质和消解过程中需要有足够的停留时间，从而增大了设备的占地，同时由于微生物具有一定的耐冲击负荷限值，增加了整个处理系统在停启时的控制。该法目前在国内污水站废气治理中有少量应用，对工业废气治理的应用很少。

光催化氧化法：该法是通过光催化氧化反应净化消除挥发性有机气体。所谓光催化氧化反应，就是让太阳光或其他一定能量的光照射光敏半导体催化剂时，激发半导体的价带电子发生带间跃迁，即从价带跃迁到导带，从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子，而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性，能使有机污染物氧化至最终产物CO2和H2O。利用光催化氧化工艺处理废气是一种应用前景非常广阔的方法。但是目前大多数还在是运用于室内空气的净化，主要用于处理低浓度有机废气领域，有效运用于较高浓度有机废气处理的工业应用还很少，处理效率得不到保证。

蓄热式氧化法：该法是利用天然气或燃料油燃烧放出的热量将混合气体加热到一定温度825℃，滞留一定的时间(0.5～1秒)，使可燃的有害物质进行高温分解变为无害物质。本法的特点：工艺简单、去除率高，通过蓄热材料回收热量，可以达到90～95%的热回收率，运行费用较少，尤其对于一些复杂组分处理效果较好。

蓄热式催化燃烧法：该法集蓄热式高温热力焚化和催化焚化的特点与一身，兼有热效率高(90～95%)，反应温度低，运行成本低，维护费用较低，但不适合于处理高浓度有机废气;催化床层易堵塞，催化剂易中毒不耐高温，进气要求严格。

治理方案确定：

通过对上述常规方法在制药废气治理上的现状说明，在制药尾气治理行业存在产品落后，运行管理复杂，后期投入高等特点。因而寻找一种高效、高性价比、性能稳定、操作方便，运行费用少并符合环保治理标准的处理技术是行业发展的急切之需。

针对某些制药行业有机废气尾气中风量大、浓度中低或者浓度不稳定、成分复杂及难以回收利用的场合下，建议采用活性碳颗粒对有机物进行高效吸附。

针对某些制药行业有机废气尾气中风量小、浓度高、成分复杂及难以回收利用的场合下，建议采用高效能蓄热式燃烧装置(RTO)处理后排放。

来源：天清佳远环保科技有限公司