烟厂异味气体处理技术

摘要：针对在卷烟过程中产生的一些并味气体，文章简要介绍了生物法除异味技术、离子猫除异味技术、低温等离子体除异味技术的作用原理，并对上述三种技术的工艺进行了比较。对比分析后得出结论，低温等离子体除异味技术是烟草行业今后的主流技术。

关键词：低温等离子体；除异味

中图分类号：X701　文献标识码：A　文章编号：1006—8937(2011)06—0060—02

随着人类生活水平的提高和环境保护意识的增强，烟草行业异味处理问题已引起人们的重视。烟草异味气体的主要成分是芳香烃，烷烃和酚类等有机物质。这些异味气体首先给人的感觉是不适，心情不愉快，继而对人的呼吸系统、循环系统、消化系统、精神状态等都会带来危害。除了上述危害外，还有对人体呼吸器官、皮肤、黏膜、眼睛等的刺激和伤害。因此给周边居民生活带来较大的影响，也是周边居民投诉较多的地方之一。

传统的除异味技术，比如水洗法、吸附法、物化法等都存在各自的不足。水洗法和物化法存在二次污染的问题，吸附法存在适应性差和运行费用高的问题。为了解决传统方法的不足，开发新的异味处理技术势在必行。目前用于烟草行业的新兴异味处理技术主要有生物法、离子猫技术、低温等离子体技术。

1　几种新兴除异味技术

1.1　生物法除异味技术

除异味原理：在潮湿的环境下，微生物以废气中有机物为能源，通过自身的新陈代谢工程达到氧化分解有机异味物质达到去除异味的目的。该法适用范围广；设备简单、投资高，运行费用低。但负荷变化影响大，处理效果受影响。运行条件受温度、酸碱性的影响。另外，在处理过程中会产生氨等刺激异味的气体，存在二次污染问题。

1.2　离子猫除异味技术

除异味原理：先利用活性炭纤维类材料吸附废气，然后通过循环风机和加热器对活性炭上的异味气体进行脱附。最后用使用中频、高压电场，利用分子共振的原理再处理脱附后的废气。

运行费用高主要体现在该技术选用了活性炭纤维类材料作为吸附剂，设备阻力比较大，相应的配套的风机电机功率比较高。再加上加热器、循环风机的耗能，相对其他除异味技术来说，能耗较高。另外，活性炭纤维每吸附一次吸附能力约降低80％，在遇到有水蒸气的情况下，吸附能力下降的更快。更换活性炭纤维的费用也比较高。

适应性差主要体现在该技术特别适合干燥、大风量低浓度异味气体的处理。在卷烟生产过程中，特别是卷烟排潮气体湿度几乎是过饱和的。在处理此类气体时，该技术存在严重的不足。活性碳纤维吸附气体的种类有限，在气体相对湿度大于40％的工况条件下，活性炭纤维很快失活。根据工程经验，在烟草排潮异味处理上，活性炭纤维失活的时间约为4d。

1.3　低温等离子除异昧技术

纳秒级脉冲放电等离子体技术是低温等离子体技术中最有潜力、最有前途的一种除异味技术。

工艺原理：在室温、常压条件下，通过前沿陡峭、脉宽窄的脉冲高压，在电晕线极附近产生激烈的脉冲电晕放电，利用脉冲电晕放电产生的高能电子同废气中气体分子(O₂、H₂O等)作用而产生丰富的离子和自由基等活性粒子，这些活性粒子再同异味污染物分子发生氧化反应生成低毒性的无机小分子化合物。由于脉冲上升时间短，能使电子能量剧烈增加，电子温度可达到104K以上，而离子和原子之类的重粒子其温度可低至300K，形成低温等离子体。电子具有足够高的能量以使反应物分子激发、离解、电离；从而达到去除异味物质的效果。

采用上升时间几十个纳秒，持续时间几百个纳秒的高压脉冲，施加在电极间，在这么短时间的电压作用下，只有电子能够很快获得能量，而重离子，由于惯性还来不及移动，电压就消失了，因此无法获得能量。又根据碰撞理论，电子使分子电离、激励概率比离子高一倍，特别是在大气压条件下，离子获得能量不足够使分子电离或激励，属无效能量。从上面分析可看出，采用纳秒级脉冲放电，能更加有效在大气压下产生大面积低温等离子体。

纳秒级脉冲放电除异味技术优点：

①能在大气压下产生大面积低温等离子体，电压足够的话，放点区域可以达到对面极板，这是直流或工频电晕放电实现不了的。正是由于放电面积大，通过电极间的气体能够有效实现与等离子体的接触，因此，可以有效减小气体在反应器中间的停留时间，在处理相同气流量小，就意味着减小了反应器体积。

②能耗低。由于采用了纳秒级脉冲放电，电源的瞬时功率很高(10MW以上)，但平均功率很低。另一方面，由于电压出现的时间很短，即使气体中的颗粒物被荷电，也由于惯性，也无法向对面极板移动，使颗粒物移动耗能大为减小。

该技术已经在某烟厂得到应用。烟厂排潮气体的问题70℃～120℃，除异昧工艺流程如下：

废气经过热回收降低排气温度，经湿法除尘去除部分焦油和烟丝，然后经过金属丝网过滤，进入等离子体反应器。每个反应器模块配套一台高压脉冲电源。最后在引风机作用下经排气筒排放。该除异味系统自运行以来，性能稳定，能耗低。该设备异味净化率大于90％，处理后的气体达到GBl4554-1993《恶臭污染物排放标准》中二级标准。极大的解决了排潮异味气体对周边及烟厂工作人员的危害。

2　几种除异味技术工艺比较

分别从应用范围、成本、优缺点等方面对几种除异味技术工艺进行比较，详情如表1所示。

低温等离子异味处理技术在国外已经得到应用，主要除异味设备生产商为英国Cardwell公司和挪威应用等离子物理有限公司。国内低温等离子体除异味设备的生产商为广州市华瑞保环保科技有限公司，在国内的部分烟厂已经开始应用推广。通过对新兴的几种除异味技术的比较，结合在卷烟厂异味处理工程上的经验，我认为低温等离子体技术具有其他方法无法比拟的优势。低温等离子体异味处理技术的不断完善和推广对控制异味气体，保护环境、保证人们的身体健康，都具有深远的意义。

参考文献：

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[2]郑丽菡，吴春笃，储金宇，等，一个烟厂除味系统[J]，环境工程，2004,22(4)：43.

[3]周兴求，叶代启，环保设备设计手册——大气污染控制设备[M]北京：化学工业出版社,2004.

[4]刘碧燕，城市污水处理厂除臭国内外技术现状[J]_企业技术开发，2005，24(1 2)：103.

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