低温等离子体制药行业喷浆造粒废气治理设备

浆造粒废气简介

菌渣喷浆造粒是我国生物制药行业产业链中重要的一部分，广泛分布于全国各地。把料浆(混合物、溶液与溶质)中的水分(能汽化的液体总称)，通过喷射到一设备中，用加热、抽压的方法，使料浆中的水份汽化并分离后，留存的不会气化(在一定条件下)的固体形成粒状的过程称喷浆造粒。使之便于储存与运输，造粒菌渣可用于肥料、饲料的制造。为烘干茵渣，将相应产生大量废气，这类废气一般气量大、温度较高、湿度大、携带大量粉尘，并有较重的恶臭异味。此类废气如直接排放不仅气味影响恶劣，其携带的粉尘也将对大气造成极大污染，因此此类废气对周围环境影响比较严重，是造粒企业亟需解决的难题。项目简介内蒙古某制药行业喷浆造粒废气主要来源于生产车间喷浆造粒过程，主要为青霉素菌渣干燥时产生的异味气体，废气中含有大量水蒸气和粉尘，废气产生量约为100000m?/h，青霉素菌渣中C、O元素含量较高,质量分数分别达到40%和30%以上,无机成分、重金属含量及多环芳烃含量均较低，菌渣中主要官能团为O—H和C—C,为蛋白质、纤维素等有机物质的特征官能团，因此其主要恶臭异味气体为有机废气。

1.1.1 异味产生源基本情况介绍本项目为内蒙古某制药企业青霉素菌渣烘干车间异味处理工程。项目异味主要来源为青霉素菌渣喷浆造粒干燥过程中。产品生产过程中使用的原料主要为含水率99%的青霉素菌渣。由于青霉素菌渣中C、O元素含量较高,质量分数分别达到40%和30%以上,无机成分、重金属含量及多环芳烃含量均较低，菌渣中主要官能团为O—H和C—C,为蛋白质、纤维素等有机物质的特征官能团，因此其主要恶臭异味气体为有机废气，同时含有大量水蒸气和粉尘。异味气体状态为常压，温度在80~120℃。

1.1 工艺选择项目异味主要来源为青霉素菌渣喷浆造粒生产车间，异味产生于产品干燥过程中。异味气体主要成分非常复杂，主要为有机废气、水蒸气和粉尘等。

由于异味气体成分复杂多样、污染物质种类较多，因此，采用处理效率高、对污染物成分没有选择性的处理工艺是本异味气体处理工程的选择。

目前，应用于工业异味处理的技术大致可分为物理吸附、燃烧法、化学洗涤、生物法、低温等离子体技术。其中，物理吸附（活性炭吸附）工艺和化学洗涤为较为传统的处理工艺，在大量的应用过程中，活性炭吸附和化学洗涤表现出一些不足，活性炭吸附易饱和、易产生危废污染、处理效果随时间延长而迅速降低；化学法主要表现出处理效率不高，消耗药剂、易产生二次污染等缺点；燃烧法一般应用于气量小、高浓度的气体，但运行费用较高，易产生二噁英，产生二次污染；生物法主要存在处理效果具有波动性、处理效果难以达标、易受温度变化影响、占地面积大等缺点。双介质阻挡放电低温等离子体技术是应用于工业异味气体处理的一项高新技术，该技术克服了传统异味气体处理技术的缺点，主要表现为处理效率高（尤其对于难降解的大分子污染物，处理效率可达95%以上）、不受污染物分子性质的限制、在常温下运行、占地面积小、无二次污染。

结合各种异味气体处理技术的优缺点及本项目的异味气体情况，本项目宜选择双介质阻挡放电低温等离子体异味气体处理技术。我公司已在现场采用双介质阻挡放电低温等离子体异味气体处理技术对车间异味气体进行中试试验。实验结果表明，采用双介质阻挡放电低温等离子体异味气体处理工艺技术对车间异味气体进行处理是可行的。异味气体经过一级双介质阻挡放电低温等离子体异味气体处理设备处理后，气体中污染物浓度明显降低；气味降低显著，处理后只有微弱的臭氧味道。

经过现场中试试验也已证明该技术能达到本次车间异味气体深度处理的要求。

双介质阻挡放电低温等离子体主要原理

介质阻挡放电过程中，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、臭氧和羟基氧等活性基团，这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。从等离子体的活性基团组成可以看出，等离子体内部富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。异味气体中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，***终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化异味气体的目的。

等离子体化学反应过程大致如下：

（1） 电场 ＋ 电子           高能电子

                                {            }

    （3）活性基团 ＋ 氧气                    生成物 ＋ 热

   （4）活性基团 ＋ 活性基团             生成物 ＋ 热

介质阻挡放电等离子体技术具有以下优点：

① 介质阻挡放电产生的低温等离子体中，电子能量高，对污染物的降解无选择性，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用。

② 反应的*终产物为二氧化碳、水和小分子有机酸，不产生二次污染。

③ 反应快，在0.01～0.1秒内完成，几乎不受气速限制。

④ 采用防腐蚀材料，且电极不与异味气体直接接触，从而从根本上解决了设备腐蚀问题。

⑤ 高度智能化控制，远程控制，操控方便；不受时间限制，即用即开，即关即停，无需派专职人员看守，基本不占用人工费。

⑥ 结构简单、占地面积小。

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