硫酸鹽法制漿臭氣環(huán)境影響與環(huán)保措施
摘要：硫酸鹽法生產(chǎn)本色漿的生產(chǎn)工藝主要包括制漿工藝和配套的堿回收工藝，在制漿蒸煮和堿回收過程中均會(huì)產(chǎn)生不同濃度的臭氣，對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生一定的不良影響。本文主要以某公司硫酸鹽制漿技改項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)為例，簡(jiǎn)要介紹硫酸鹽法生產(chǎn)本色漿過程中產(chǎn)生的臭氣對(duì)空氣環(huán)境的影響以及擬采取的環(huán)保治理措施。
關(guān)健詞：硫酸鹽法制漿；臭氣；環(huán)境影響；環(huán)保措施
1 引言
硫酸鹽制漿主要包括備料工段、蒸煮工段、洗選工段及配套的堿回收。硫酸鹽制漿廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生臭氣的主要工序是蒸煮工段和堿回收。公司采用的DDS置換蒸煮工藝，DDS工藝過程包括裝料、溫充、熱充、升溫/保溫、置換、泵放等步驟。公司采用先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)，對(duì)偏流、槽區(qū)液位的預(yù)測(cè)、放鍋過程堵塞預(yù)測(cè)等技術(shù)問題起到很好的預(yù)防作用，降低臭氣的產(chǎn)生濃度。為減少蒸煮噴放臭氣的溢出，減少?gòu)U氣污染，項(xiàng)目設(shè)置臭氣回收系統(tǒng)，將小放氣和槽罐廢氣收集洗滌后與蒸發(fā)工段臭氣一起送堿回收爐燃燒。項(xiàng)目堿回收采用技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠的蒸發(fā)、燃燒、苛化工序處理制漿黑液，并在回收過程中加入芒硝(Na2SO4)，以補(bǔ)充生產(chǎn)過程中化學(xué)藥品的損失。為滿足生產(chǎn)、環(huán)保和節(jié)能的要求，車間采用成熟的國(guó)產(chǎn)板式降膜蒸發(fā)器、單汽包低臭型堿回收爐、白液壓力過濾器、預(yù)掛式白(綠)泥真空過濾機(jī)等，并在設(shè)計(jì)中考慮了高、低濃度臭氣的收集、輸送和處理，在堿爐煙囪安裝臭氣自動(dòng)燃燒器，當(dāng)臭氣在堿爐燃燒不完全或發(fā)生堿爐故障時(shí)，臭氣自動(dòng)燃燒會(huì)自動(dòng)起動(dòng)，避免臭氣未經(jīng)燃燒處理，直接外排對(duì)環(huán)境空氣的影響。
2 臭氣污染源分析
硫酸鹽制漿臭氣污染物質(zhì)的排放點(diǎn)主要是蒸煮鍋、噴放鍋、洗漿設(shè)備、黑液蒸發(fā)系統(tǒng)、堿回收爐等。各排放點(diǎn)產(chǎn)生臭氣濃度不同，臭氣分為高濃度臭氣與低濃度臭氣，高濃度臭氣來源于堿回收爐與石灰窯，屬有組織排放源。低濃度臭氣主要來源于蒸煮小放氣、噴放放氣、黑液提取及洗篩、蒸發(fā)站污冷凝水氣提、各黑液槽等，屬無組織排放。硫酸鹽法制漿過程產(chǎn)生的氣體排入大氣形成獨(dú)特的硫酸鹽漿廠的臭味。臭氣主要的成分為硫化氫（H2S）、甲硫醇（CH3SH）、甲硫醚（CH3SCH3）、二甲二硫醚（CH3SSCH3）等，統(tǒng)稱為總還原硫（TRS）。項(xiàng)目采用間隙蒸煮工藝，每噸風(fēng)干漿還原硫化物的產(chǎn)生情況見表1。
表1 硫酸鹽漿廠排放的還原硫化物的數(shù)量 單位：kg/Adt
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3 臭氣環(huán)境影響及環(huán)保措施分析
3.1 臭氣中各污染物的理化性質(zhì)及毒性
硫酸鹽制漿臭氣中主要污染氣體的物理化學(xué)性質(zhì)見表2。
表2 臭氣污染物標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的物理化學(xué)性質(zhì)
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硫酸鹽制漿臭氣中，硫化氫毒性相當(dāng)高，具有臭雞蛋氣味，除了會(huì)引起局部刺激外，還危害呼吸器官，會(huì)引起血液中毒現(xiàn)象；甲硫醇具有極大的惡臭味，一般有催眠作用，高濃度會(huì)麻痹中樞神經(jīng)，人體反復(fù)吸入甲硫醇后，由于它與身體組織中的重金屬有極強(qiáng)的親和性，能使生命所必需的微量元素失去活性而排泄；甲硫醇能被皮膚吸收，長(zhǎng)期接觸有致癌作用，還能使人體蛋白質(zhì)發(fā)生變質(zhì)；二甲二硫醚有惡臭氣味，易使中樞神經(jīng)受損，但毒性較小，一般不會(huì)使人體中毒。
3.2 項(xiàng)目技改前臭氣環(huán)境影響分析
項(xiàng)目技改前沒有采取任何臭氣治理措施，在進(jìn)行項(xiàng)目技改環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)廠界臭氣及硫化氫做了現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)，廠界臭氣濃度及硫化氫濃度監(jiān)測(cè)值分別見表3和表4。
表3 廠界臭氣濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果
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表4 廠界H2S濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果 單位：mg/m3
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監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：廠界臭氣超標(biāo)，對(duì)區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量影響較大，影響周邊居民的生活及身體健康；H2S濃度未超標(biāo)，但由于H2S沸點(diǎn)很低（-59.6℃），非常容易揮發(fā)，并且嗅覺閾值極低（0.4～5ppb，折0.00067～0.008mg/m3），是極臭的氣體。雖然H2S廠界濃度未超標(biāo)，但已超過了人的臭覺閾值，也對(duì)廠界外居民產(chǎn)生了不利影響。
3.3 項(xiàng)目技改采取的臭氣治理措施
項(xiàng)目擬配套建設(shè)的臭氣收集、輸送、洗滌與處理系統(tǒng)，采用堿液洗滌和燃燒的方式來減少臭氣排放量。
（1）臭氣收集
蒸煮臭氣、蒸發(fā)站污冷凝水氣提臭氣、蒸發(fā)站蒸發(fā)罐臭氣屬高濃臭氣；制漿車間洗漿機(jī)、泡沫槽，蒸發(fā)站各黑液槽、冷凝水槽及苛化各白液槽、綠液槽等散放的臭氣屬低濃臭氣。一般每一散發(fā)源裝設(shè)收集系統(tǒng)，并將散發(fā)源連接起來，進(jìn)行集中處理。
（2）臭氣輸送
臭氣輸送過程中，高濃度不凝臭氣（NCG）易發(fā)生爆炸。主要是由于高濃臭氣混入空氣，使NCG處于爆炸范圍之內(nèi)造成的。為了保證安全，臭氣燃燒裝置在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)防止空氣漏入，系統(tǒng)的全部部件應(yīng)當(dāng)密封。在正常情況下氣體的濃度在爆炸范圍之外，但為了進(jìn)一步防止發(fā)生火災(zāi)，在產(chǎn)生NCG的幾個(gè)環(huán)節(jié)（比如蒸煮鍋噴氣點(diǎn)），應(yīng)裝有火焰防止裝置，防止火災(zāi)擴(kuò)散，減少管線設(shè)備損傷。為了防止NCG爆炸損傷管線，管線上應(yīng)裝有防爆板。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每30mNCG管線上裝一塊防爆板，且裝在安全位置上，防爆板裂時(shí)要及時(shí)排空管線中的NCG。低濃度不凝臭氣經(jīng)過空氣進(jìn)一步稀釋，可用普通管線輸送。大量低濃度不凝臭氣系統(tǒng)上，裝有可燃物濃度監(jiān)控器，保證在任何時(shí)候不凝氣中的可燃物濃度低于爆炸限度。在系統(tǒng)投入運(yùn)行、可燃物濃度超過爆炸下限的50%時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行排空或暫停，直到問題解決。
（3）臭氣洗滌
臭氣洗滌的目的在于除去臭氣中的部分硫化物和殘余水蒸汽，以便進(jìn)一步回收硫和冷卻氣流，減少氣流體積，同時(shí)要防止松節(jié)油煙霧引起燃燒裝置故障。洗滌液可以用堿液或白液，用填料塔進(jìn)行逆流洗滌。
（4）臭氣燃燒
燃燒法是將收集的惡臭氣體送到鍋爐、石灰窯或堿回收爐內(nèi)燃燒分解，也可用獨(dú)立的燃燒器燃燒。
①石灰窯燃燒
石灰窯燃燒臭氣的優(yōu)點(diǎn)是白泥可以吸收SO2，排放的SO2可通過石灰窯煙氣洗滌器去除；缺點(diǎn)是白泥吸收SO2的能力是有限的；石灰窯同時(shí)燃燒臭氣和含硫量高的燃料，使SO2負(fù)荷過高，石灰窯SO2排放量大；臭氣在石灰窯中燃燒，產(chǎn)生或加速石灰窯的結(jié)圈，難以使全部臭氣全部燃燒分解完，外排臭氣的濃度仍然較高。
②動(dòng)力鍋爐燃燒
動(dòng)力鍋爐燃燒臭氣的優(yōu)點(diǎn)是故障較少；缺點(diǎn)是燃燒臭氣會(huì)增加鍋爐SO2的排放量；鍋爐后部的溫度過低，低于160℃會(huì)產(chǎn)生亞酸霧，產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用。
③堿回收爐中燃燒
堿回收爐燃燒臭氣的優(yōu)點(diǎn)：從理論上說，堿回收爐是燃燒臭氣的最好地方。含硫臭氣被燃燒熱解，硫被轉(zhuǎn)化成為熔融物Na2S，并且煙氣中的SO2濃度比在石灰窯燃燒排氣中低得多。堿回收爐燃燒臭氣的缺點(diǎn)是必須要有周密的防爆預(yù)防措施，并且運(yùn)行維護(hù)技術(shù)要求高。
④燃燒器中然燒
臭氣可在專設(shè)的燃燒器中燃燒，優(yōu)點(diǎn)是可與運(yùn)行的其他設(shè)備分開，消除在工廠的生產(chǎn)設(shè)備中燃燒臭氣的復(fù)雜性。其缺點(diǎn)是投資和運(yùn)行費(fèi)用較大、還必須增設(shè)SO2洗滌器，這將進(jìn)一步增加投資和運(yùn)行費(fèi)用。
3.4 小結(jié)
在對(duì)各種臭氣處理措施進(jìn)行對(duì)比后，項(xiàng)目技改將蒸煮臭氣、蒸發(fā)站污冷凝水氣提臭氣、蒸發(fā)站蒸發(fā)罐高濃度臭氣與制漿車間洗漿機(jī)、泡沫槽、蒸發(fā)站各黑液槽、冷凝水槽及苛化各白液槽、綠液槽等散放的低濃臭氣分別收集，經(jīng)稀白液洗滌后與堿回收工序臭氣一起風(fēng)送至堿爐內(nèi)燃燒。臭氣運(yùn)輸過程中設(shè)有防爆裝置火焰滅阻器。當(dāng)堿回收爐發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)起動(dòng)安裝在堿回收爐頂部的一個(gè)類似火炬的臭氣燃燒器裝置，大大降低了外排臭氣的濃度。
4 結(jié)論
硫酸鹽制漿臭氣的產(chǎn)生環(huán)節(jié)較多，幾乎貫穿整個(gè)硫酸鹽制漿過程，臭氣成分復(fù)雜、毒性大、環(huán)境影響大。針對(duì)各臭氣產(chǎn)生環(huán)節(jié)，采取臭氣收集措施，將臭氣用堿液洗滌后輸送到堿回收爐燃燒。經(jīng)采取相應(yīng)的臭氣處理措施后，臭氣濃度可大大降低，可以減輕臭氣對(duì)環(huán)境的影響。
參考文獻(xiàn)
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